[C] Pointeroperationen in C

[Hador]

Hallo zusammen,
ich sitze hier gerade an einer Übung für meinen C-Kurs. Als Aufgabe haben wir ein paar Variablen gegeben und diverse Zuweisungen und sollen mit Begründung sagen warum das ganze nicht funktioniert. Zunächst einmal habe ich das ganze kurzerhand in ein Programm geschrieben und durch den Compiler gejagt um zu sehen, was geht und was nicht. Einiges kann ich mir auch erklären, jedoch sind mir ein paar Stellen noch schleierhaft. In der Hoffung, das sich hier auch ein paar C-Programmierer tummeln:

Code:

[...]
int main(void) {
   int feld[1];
   int i;
   int *p;
   int *p1;
   int *p2;

   p = feld; /* Funktioniert, da feld ein Pointer auf das erste Arrayelement ist und es sich um ein Integerarray handelt */
   /* feld = p; */ /* Funktioniert nicht, da p nicht zwangsläufig auf ein Integerarray zeigt (Aber auf einen int und das wäre ja das selbe, wie ein einelementiges Array, oder?) */

   p = &feld[3]; /* der &-Operator liefert einen Pointer auf das vierte Arrayelement zurück */
   feld[2] = p[5]; /* p[5] liefert den um fünf mal Integergröße veschobenen Pointer zurück */

   p1 = p2 + i; /* Der Zeiger wird um einen Integerwert verschoben */
   p1 = i + p2; /* Auch hier wird der Zeiger verschoben */

   /* Bei folgenden Zuweisungen bin ich mir recht unsicher: */
   /* i = p1 * p2; */ /* Funktioniert nicht, da der *-Operator nicht für zwei Pointer definiert ist */
   i = p1 - p2; /* Wieso ist - denn für zwei Pointer definiert? */
   /* i = p1 + p2; */ /* Funktioniert nicht, da der *-Operator nicht für zwei Pointer definiert ist */

   [...]
}

Ich habe meine Erklärungen bzw. Fragen mal hinter die jeweiligen Zuweisungen geschrieben und hoffe, dass ihr mir etwas weiterhelfen könnt.

Gruß Lars

[Apollonius]

Ich vermute, dass der C-Compiler ein int[1] als statisches Array implementiert, d.h. auf dem Stack ablegt. Um zu dynamischen Arrays, also int[], kompatibel zu bleiben, erlaubt er p = feld weiterhin und interpretiert es als Abkürzung für p = &feld[0]. feld = p funktioniert aber nicht, weil feld als statisches Array eine feste Adresse hat. Dies ist jedoch nur Spekulation! Ich habe es nicht getestet.

Das es einen "int operator-(void*, void*)" gibt, ist absolut sinnvoll. Er dient dazu, den Abstand zwischen zwei Adressen herauszufinden. Das ist beispielsweise nützlich, um einen Jump-Offset zu berechnen.

[bigg]

Werte in C nicht zu initialisieren kann tödlich sein. Außerdem sollte man beachten, wie man seine Variablen alloziiert. Heap und Stack sagen dir etwas? Zudem kann man Variablen auch in der Versenkung verschwinden lassen, wenn man einfach deren Adressen überschreibt. Lass dir zur Sicherheit deren Werte und Adressen anzeigen. Mit sprintf() müsste es in C funktionieren, aber ich denke du verwendest eh einen C++ Compiler von daher ist ein einfaches

Code:

cout << &i;

(nicht C konform) ausreichend, aber zum debuggen alle mal besser.

[Hador]

Zitat:

Zitat von Apollonius

Ich vermute, dass der C-Compiler ein int[1] als statisches Array implementiert, d.h. auf dem Stack ablegt. Um zu dynamischen Arrays, also int[], kompatibel zu bleiben, erlaubt er p = feld weiterhin und interpretiert es als Abkürzung für p = &feld[0]. feld = p funktioniert aber nicht, weil feld als statisches Array eine feste Adresse hat. Dies ist jedoch nur Spekulation! Ich habe es nicht getestet.

Dynamische Arrays gibt es im C90 nur insoweit, dass man etwas sowas schreiben kann: int[] = {1, 2, 3}. Wirklich dynamisch ist das nicht. Aber ich werde da mal ein wenig weiterprobieren.

Zitat:

Zitat von Apollonius

Das es einen "int operator-(void*, void*)" gibt, ist absolut sinnvoll. Er dient dazu, den Abstand zwischen zwei Adressen herauszufinden. Das ist beispielsweise nützlich, um einen Jump-Offset zu berechnen.

Jo, ergibt Sinn, daran hatte ich nicht gedacht.

Zitat:

Zitat von bigg

Werte in C nicht zu initialisieren kann tödlich sein. Außerdem sollte man beachten, wie man seine Variablen alloziiert. Heap und Stack sagen dir etwas? Zudem kann man Variablen auch in der Versenkung verschwinden lassen, wenn man einfach deren Adressen überschreibt. Lass dir zur Sicherheit deren Werte und Adressen anzeigen. Mit sprintf() müsste es in C funktionieren, aber ich denke du verwendest eh einen C++ Compiler von daher ist ein einfaches

Code:

cout << &i;

(nicht C konform), aber zum debuggen alle mal besser.

Es geht nicht um ein reales Programm, sondern eine Übung und damit um die Frage, welche Zuweisungen warum funktionieren. Ansonsten werden natürlich Variablen initialisiert :wink:
Mit sprintf() kann man in Strings herumschreiben. Was du vermtulich meinst ist einfach printf().
Übrigends wird strikt bach ISO C90 gecoded. Da ist nix mit C++.

[Fridolin Walther]

Zitat:

Zitat von Hador

Zitat:

Zitat von Apollonius

Ich vermute, dass der C-Compiler ein int[1] als statisches Array implementiert, d.h. auf dem Stack ablegt. Um zu dynamischen Arrays, also int[], kompatibel zu bleiben, erlaubt er p = feld weiterhin und interpretiert es als Abkürzung für p = &feld[0]. feld = p funktioniert aber nicht, weil feld als statisches Array eine feste Adresse hat. Dies ist jedoch nur Spekulation! Ich habe es nicht getestet.

Dynamische Arrays gibt es im C90 nur insoweit, dass man etwas sowas schreiben kann: int[] = {1, 2, 3}. Wirklich dynamisch ist das nicht. Aber ich werde da mal ein wenig weiterprobieren.

In C99 waren die Leute die die Spec verfasst haben auf Drogen und erlauben dynamische Arrays auf dem Stack. Also z.B. sowas hier:

Code:

int function(int i)
{
  int intarray[i];
  [...]
}

Der erzeugte Code gleicht in fast allen Fällen einem alloca, wobei alloca in fast allen Implementierungen (der Microsoft Compiler ist da die einzige mir bekannte Ausnahme) schlecht implementiert ist (eine einfache Stack Pointer Modifikation ohne irgendwelche Checks). Wenn Du es schaffst i von aussen zu beeinflussen, hast Du als "Angreifer" also volle Kontrolle über den Stackpointer und das ist im Normalfall keine sonderlich gute Idee.

[Apollonius]

Da bin ich tatsächlich von C++ und Java ausgegangen, in denen man ein int[] ohne Initialisierungsliste deklarieren kann. Insofern erübrigt sich in C die Unterscheidung statisches/dynamisches Array.

Zitat:

Code:

p1 = p2 + i; /* Der Zeiger wird um einen Integerwert verschoben */

Soweit ich weiß, heißt das nicht p1 = (void*)((int)p2 + i), sondern p1 = (void*)((int)p2 + 4*i).

@0xF30FC7: Das ist tatsächlich grausig. Eine vernünftige Implementation sollte das als int* intarray = malloc(4*i) behandeln.

[Der Jan]

Zitat:

Zitat von Hador

Code:

   feld[2] = p[5]; /* p[5] liefert den um fünf mal Integergröße veschobenen Pointer zurück */

Ähm nicht ganz :) p[5] liefert das Feldelement mit dem Index 5, also das 6te Element zurück, allerdings ist der Ausdruck falsch, wenn auch syntaktisch richtig. feld[2] -> hier kann es dier ganz schnell mal ne AV raushauen, schau dir mal die Definition von feld an.

Edit: Vielleicht solltest du die Frage auch mal im CPP-Forum stellen, dort tummeln sich die C/C++ Experten

[Apollonius]

Doch, Hador hat recht. p[5] = *((int*)((int)p + 5*4))

[Dax]

Zitat:

Zitat von Apollonius

Doch, Hador hat recht. p[5] = (p + 5*4)*

Das ist doch "Element an Stelle 6"? Verschoben um 5 ints wäre doch p + 20..?

[Der Jan]

Zitat:

Zitat von Apollonius

Doch, Hador hat recht. p[5] = (p + 5*4)*

Und der letzte Stern? :)

Auch wenn es p+5*sizeof(int) heißen müsste :)

Edit: Dax, du warst schneller :)