境界外のポインター演算が C で未定義の動作とみなされるのはなぜですか?

C で境界外ポインタの算術演算が未定義の動作になるのはなぜですか?

整数とは異なり、C のポインタは同じように動作しません。 C 標準では、境界外のポインター演算を未定義の動作として明示的に定義しています。これは、有効なメモリ範囲を超えるポインタの操作は重大なエラーとみなされます。

未定義の動作の説明

たとえポインタが逆参照されない (つまり、その値にアクセスされる) 場合、配列の境界を超えるインデックスを追加する動作はまだ未定義です。これは、ポインタ演算にはメモリへのアクセスだけではないためです。また、ポインタ自体の有効性にも影響します。

潜在的な結果

範囲外のポインタ演算によって常にプログラムがクラッシュするわけではありませんが、次のような問題が発生する可能性があります。

• 割り当てられた配列の外側でデータを編集すると、メモリが発生する可能性があります破損
• 同じ配列を指していないポインタを比較し、予期しない動作が発生する
• 無効なメモリ アドレスで操作を実行する

未定義の例外動作

C 11 標準では、次の 1 つの例外が許可されています。未定義の動作: 配列の末尾の 1 つ後の要素にアクセスします。この式は技術的には「正しい」ものであり、オーバーフロー例外は発生しませんが、結果は未指定であるため、信頼すべきではありません。

未定義の理由

範囲外のポインター演算を禁止する理由は、プログラムの正確性とメモリの安全性を確保するためです。このような動作を未定義と宣言すると、コンパイラがそれを強制する必要がなくなり、より効率的な実装が可能になります。これは、プログラマがポインタを扱う際に注意するよう警告するものでもあります。

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