指向 2D 数组项的指针可以为 NULL 吗？-解网

问：

静态分析程序（LDRA）存在以下语句问题：

const float    range_min = p_results_phase->range_min;

分析器表示需要测试指针是否为 NULL。p_results_phase

定义如下：

Cal_Ver_Results_t const * const     p_results_phase = &results[test_num][CAL_VER_PHASE];

数组在函数声明中定义：results

void DrawVACalibrationVerificationResultsScreen(Cal_Ver_Results_t results[][CAL_VER_SI_COUNT], unsigned int test_num)

我的理解是指针不能为 NULL，因为指针被指定指向数组中的某个位置。p_results_phaseresults

编辑 1：实际代码（按顺序）：

Cal_Ver_Results_t const * const     p_results_phase = &results[test_num][CAL_VER_PHASE];
const float                         range_min = p_results_phase->range_min;
const float                         range_max = p_results_phase->range_max;

问题：

如果变量超出范围，指针是否会分配给 NULL？p_results_phasetest_num
如果超出范围，指针是否会分配给 NULL？p_results_phaseCAL_VER_PHASE

定义：Cal_Ver_Results_t

typedef struct Cal_Ver_Results_s {
    float result1;
    float result2;
    float range_min;
    float range_max;
    _Bool pass;
}Cal_Ver_Results_t;

数组 c 指针多维数组 null

指针值是根据作为函数参数接收的数组的地址计算得出的。如果定义为局部或全局数组，并且假设元素位于数组边界内，则指针不能为 null，但尽管函数参数定义中有数组语法，但该指针仍作为指针传递，因此该函数可以接收 null 指针作为参数。在这种情况下，计算方式会生成一个无效的指针，取消引用它具有未定义的行为。resultsresultsp_results_phase&results[test_num][CAL_VER_PHASE]

计算出的指针可能为 null，但这将是巧合：例如，如果和都是和是 null 指针。比较的价值有限，但检查不是空指针是更一般的健全性检查。test_numCAL_VER_PHASE0resultsp_results_phaseNULLresult

至于你的其他问题：

如果变量越界，指针是否会被分配给？p_results_phaseNULLtest_num

不太可能，但在这种情况下将是一个无效的指针，不得取消引用。p_results_phase

如果出界，指针会被分配给吗？p_results_phaseNULLCAL_VER_PHASE

同上，将是一个无效的指针。取消引用它将具有未定义的行为。指针可能指向数组中或数组外部的另一个条目，当您取消引用无效指针时，任何事情都可能发生。p_results_phase

当您确认这是数组的索引时，您可能需要检查它是否在正确的边界内，但未提供数组大小，因此您可能必须信任调用方。test_num

您可以非常简单地检查它不是空指针results

    if (!results) {
        /* signal some error */
        return;
    }

C99 引入了一种语法，用于指定使用数组语法声明的函数参数的最小元素数。例如，该函数可以声明和定义为：

void DrawVACalibrationVerificationResultsScreen(
    Cal_Ver_Results_t results[static 10][CAL_VER_SI_COUNT],
    unsigned int test_num)
{
    ...
}

这告诉编译器指向至少包含对象数组的数组。results10CAL_VER_SI_COUNTCal_Ver_Results_t

使用此原型，它不应允许显式传递 null 指针，如果它无法判断函数参数是否确实是预期最小长度的数组，则可能会产生警告。

同样，静态代码分析器应该能够假定它不能是空指针，因此两者都不是，前提是使用的索引值在二维数组边界内。resultsp_results_phase

此功能尚未得到广泛接受，尤其是在面向嵌入式系统的开发人员中，这可能是由于编译器支持不佳。恕我直言，语法既繁琐又不直观：我不主张重写的原型，以强调指针必须为非 null，更不用说那些 of 和 friends，它只会解决这些函数参数的约束之一。strlensize_t strlen(const char s[static 1])strcpy()

@ThomasMatthews： Re “A function parameter”：这应该被表述为“声明为数组的参数”，因为 C 也有函数参数，这些参数是声明为函数的参数。它们也被调整为指针（指向函数）。Re “I can use both array notation and pointer notation and still be correct？”：如果你的意思是和：下标运算符对指针进行操作，而不是对数组进行操作。如果数组用于 in，则会自动将其转换为指针，然后执行下标操作。对于中的数组，也会发生相同的转换。a[i]a+iaa[i]a+i

0赞 jpalecek 8/11/2023 #2

答案是肯定的，如果你不走运的话。

特别是，您需要确保：

该参数不是 .虽然它在语法上声明为数组，但实际上它的行为与普通指针非常相似。resultsNULL
也就是说，正如你所说，在范围内。让它出界可能不会导致存在，那将是一个不幸的巧合，但它会指向任何地方并导致 UB。test_nump_result_phaseNULL
CAL_VER_PHASE也应该有一个有效的值，但习惯上大写标识符是常量，所以它的值应该是OK（请检查）。

是的，也不是。如果使用越界索引，则可能指向与预期不同的内存地址。例如：
被计算为 where 是数组的基址，是数组的索引。
现在，如果您正在访问越界索引，例如，它将只指向一个内存地址，如果该地址位于程序的虚拟地址空间内，那么您最终只会读取不正确的值，另一方面，写入这样的内存地址将覆盖该内存位置上存在的内容，这可能会导致其他严重问题。
此外，如果生成的内存地址位于程序虚拟地址空间的受限区域中，则对越界索引进行操作也可能导致分段错误。a[i]*(a + i)aia[-100](a + (-100)) == (a-100)

如果指针p_results_phase是否被分配给 NULL CAL_VER_PHASE越界了？

同样的答案。越界数组索引意味着您正在读取/写入非预期的内存位置。对这些内存地址执行读/写操作将导致未定义的结果。

Re “现在，如果您正在访问越界索引，例如，那将只指向内存地址”：不，使用越界索引（例如未指定）指向内存地址。未定义行为。这包括它没有被定义为引用的事实。虽然一个简单的“直接语义”C实现可以指向，但常见的现代实现并不简单。它们包括以令人惊讶的方式转换程序的积极优化，以及可能导致各种其他行为。a[-100](a + (-100)) == (a-100)a[-100]a-100a-100a-100

0赞 Eric Postpischil 8/11/2023

回复“不。“：由于行为未定义，答案是肯定的，而不是否定的。计算具有越界数组索引的表达式可能会导致将 null 指针分配给变量。

0赞 akc5 8/11/2023

@EricPostpischil 对 OP 的问题“是”意味着所有越界数组访问都将是 NULL 访问，但由于其未定义的行为，我们无法确定它。我认为，由于未定义的行为，它需要同时说“是”或“否”才能捕获所有可能的结果。

1赞 Eric Postpischil 8/11/2023

@akc5：对不起，我错过了编辑：答案应该是“是的，它可能会发生。断言它总是发生或永远不会发生是错误的。

0赞 John Bollinger 8/11/2023 #4

我的理解是指针不能为 NULL，因为指针被指定指向数组中的某个位置。p_results_phaseresults

嗯，是的，但更一般地说，是用一元运算符中的表达式的结果初始化的。只要操作数是有效的左值，操作就会计算其地址，该地址需要与每个 null 指针进行比较。如果操作数不是有效的左值，那么与其说是操作可能产生空指针的问题，不如说是操作具有未定义行为的问题。添加 null 检查不会以任何方式解决这个问题。p_results_phase&&

特别

如果变量超出范围，指针是否会分配给 NULL？p_results_phasetest_num

如果超出范围，指针是否会分配给 NULL？p_results_phaseCAL_VER_PHASE

C 语言规范没有回答这两个问题。尝试通过越界索引引用数组元素会产生未定义的行为。在实践中，该 UB 不太可能表现为被计算为 null 指针的地址，但它可以。然而，这在很大程度上是无关紧要的，因为未定义的行为不是本地化的。如果存在越界访问，则这本身就是问题所在，而不是生成的 UB 允许程序表现得好像计算的指针值为 null。

分析器表示需要测试指针是否为 NULL。p_results_phase

分析器错误。但是，如果您需要安抚它，那么您可能需要添加无用的 null 检查。更有可能的是，您的编译器比分析器更智能，并且在启用优化的情况下进行编译时会删除额外的检查。

或者，可能有一种方法（例如，特殊构造的注释）来指示分析器忽略此感知到的问题。如果是这样，这可能值得考虑，特别是如果你的编译器碰巧警告 null 检查是无关紧要的，这是可以想象的。

0赞 Clifford 8/11/2023 #5

静态分析工具通常是关于应用/执行编码标准，而不是直接检测错误。编码标准的目的是减少维护和重用中的错误。

在这种情况下，在取消引用任何指针之前测试 null 是一种编码标准。它允许代码在其他使用上下文或维护中保持可靠，其中在其他地方所做的更改可能会导致指针为 null。

您可以从分析配置文件中删除该规则，也可以使用工具使用的任何消息抑制注释格式禁止显示此特定实例。

上一个：为什么将 null 管道连接到集合变量会导致不同的结果？

下一个：数组的震动扁平化引入了不需要的 null 数组项

指向 2D 数组项的指针可以为 NULL 吗？

Can pointer to 2D array item be NULL?

编辑 1：实际代码（按顺序）：

问题：

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