在C99中指向数组开始之前的元素_C_Arrays_Pointers_C99

在C99中指向数组开始之前的元素

c arrays pointers

在C99中指向数组开始之前的元素,c,arrays,pointers,c99,C,Arrays,Pointers,C99,我有一个整数数组： int* counters = (int *) calloc(N, sizeof(int)); 必须使用基于一的索引对其进行索引，例如，第一个元素有索引1，第二个元素有索引2，等等。由于性能非常重要，我决定使用一个技巧： int* oneIndexedCounters = counters - 1; 这允许我使用基于一的索引，而不必从索引中减去1： // A[i] - contains one based indexes for (int i = 0; i < K;

我有一个整数数组：

int* counters = (int *) calloc(N, sizeof(int));

必须使用基于一的索引对其进行索引，例如，第一个元素有索引1，第二个元素有索引2，等等。由于性能非常重要，我决定使用一个技巧：

int* oneIndexedCounters = counters - 1;

这允许我使用基于一的索引，而不必从索引中减去1：

// A[i] - contains one based indexes
for (int i = 0; i < K; i++) {
    oneIndexedCounters[A[i]] += B[i]; // many times in code
    // some other operations on oneIndexedCounters
}

//A[i]-包含基于一的索引
for（int i=0；i


代替：
for (int i = 0; i < K; i++) {
    counters[A[i]-1] += B[i];
    // ...
}

for（int i=0；i

计数器
数组由我的函数返回，因此我无法在数组开头分配伪元素
当您不取消引用该指针时，将一个元素指向数组之前是否有效（例如，当数组位于内存页边界上时）？
或者是否有其他解决方案不那么棘手且性能良好
当您不取消引用该指针时，将一个元素指向数组之前是否有效（例如，当数组位于内存页边界上时）
不，这是无效的
int* oneIndexedCounters = counters - 1;

计数器-1
未指向有效对象，该操作调用未定义的行为
（C99，6.5.6p8）“如果指针操作数和结果都指向
相同的数组对象，或超过数组最后一个元素的一个
对象，则评估不应产生溢出；否则
行为未定义。”
当您不取消引用该指针时，将一个元素指向数组之前是否有效（例如，当数组位于内存页边界上时）
不，这是无效的
int* oneIndexedCounters = counters - 1;

计数器-1
未指向有效对象，该操作调用未定义的行为
（C99，6.5.6p8）“如果指针操作数和结果都指向
相同的数组对象，或超过数组最后一个元素的一个
对象，则评估不应产生溢出；否则
行为未定义。”
正如正确指出的，从指向数组对象初始元素的指针中减去1具有未定义的行为——即使您没有取消引用它。（我记得，有些版本的“C中的数字配方”使用这种技术来模拟Fortran数组语义。如果你“幸运”，它可以“工作”。）
还有一种选择：分配一个数组1元素的长度超过您需要的长度，并通过指向第二个元素（元素1）的指针访问其元素
例如：
int *counters = calloc(N+1, sizeof(*counters));

然后，您可以通过计数器[N]
安全地访问计数器[1]
，就像您有一个基于1的数组一样。唯一的缺点是，您有一个从未使用过的附加元素0。如果它是一个相对较小类型的数组，这应该无关紧要
关于calloc的题外话：
严格地说，calloc（）
不保证将浮点对象初始化为0.0
，也不保证将指针指向NULL
。实际上保证将整数初始化为0
；这一保证在C99之后的技术勘误表和C11中明确规定。如果您碰巧知道您的系统代表浮点0.0
>空指针作为所有零位，使用calloc
可能没问题，但我要添加一条注释，明确假设。对于0.0
和null
不使用所有零位的系统是很少见的。100%可移植性的重要性取决于您自己。
正确地说，从指向数组对象的初始元素有未定义的行为——即使您没有取消引用它。（我记得，有些版本的“C中的数字配方”使用这种技术来模拟Fortran数组语义。如果您“幸运”，它可以“工作”。）
还有一种选择：分配一个数组1元素的长度超过您需要的长度，并通过指向第二个元素（元素1）的指针访问其元素
例如：
int *counters = calloc(N+1, sizeof(*counters));

然后，您可以通过计数器[N]
安全地访问计数器[1]
，就像您有一个基于1的数组一样。唯一的缺点是您有一个从未使用过的附加元素0。如果它是一个相对较小类型的数组，那就不重要了
关于calloc的题外话：
严格来说，calloc（）
不能保证将浮点对象初始化为0.0
，也不能保证指向NULL
的指针。实际上可以保证将整数初始化为0
；该保证在C99后技术勘误表和C11中明确规定。如果您碰巧知道您的系统将浮点0.0
和空指针表示为所有位零，那么使用calloc
可能是可以的，但我会添加一条注释，明确假设。对于0.0
和NULL
不使用所有零位的系统很少。由您决定100%可移植性的重要性。
不幸的是，我不能这样做，因为我必须将分配的数组返回给外部代码，这些代码必须在某个时刻释放它。这段代码（我无法控制）假设它是零索引的（混乱？是的）。@csharpfolk:是的，混乱。您需要将其视为基于1的，但将分配的数组返回给的调用方需要将其视为基于0的？我认为您需要为这个问题添加更多的细节。更准确地说，数组在我的代码和外部代码中是以零为基础的（第一个元素总是在索引0处），但我使用的算法假设数组是以1为基础的，因此我必须在多个地方编写array[somecomplexidexpr-1]
，以将以1为基础的索引转换为以0为基础的索引。我只需要一种跳过减法1部分的方法-首先我试图修改数组
指针，但正如@ouah指出的，它会触发未定义的行为。不幸的是，我不能这样做，因为我必须返回已分配的数组