为什么超出数组边界的指针算术被视为 C 中的未定义行为？

指针算术和未定义行为：探索边界

指针算术是编程中的强大工具，可以实现高效的内存操作。然而，当它冒险超出数组的边界时，它就会进入未定义行为的领域。

在提供的示例中，整数数组 arr 被分配了四个元素。然后将指针 p 设置为指向 arr 之外的五个元素，即 arr 5。此操作被 C 标准标记为未定义行为。

此限制背后的直觉可能不会立即显而易见，特别是如果指针永远不会取消引用（即尝试访问它指向的内存）。人们可能会认为它的行为应该像标准整数运算，但事实并非如此。

问题的关键在于指针和整数本质上并不等效。虽然它们具有相似的特征，例如递增、递减和比较，但存在根本差异。指针引用内存位置，而整数表示数值。

C 标准明确定义使用指针算术超出数组边界是未定义的行为。这意味着编译器没有义务在不同平台甚至同一代码的不同执行中一致地处理这种情况。

为什么这很重要？即使没有执行显式取消引用，指针算术的结果也可能会影响其他代码路径。例如，如果在指针比较中使用越界指针或将其作为参数传递给函数，则可能会导致意外结果。

总而言之，超出数组边界的指针运算被视为未定义的行为，以确保一致的编译器行为并防范潜在危险。虽然在数组末尾添加一个元素似乎无害，但其影响是不可预测的，应该避免。

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