Antwort.

Geschichte der Frage: In C sind Zeiger Variablen, die Adressen anderer Objekte speichern. Es stellt sich das Problem, wie man solche Werte vergleicht, da der Speicher auf die unvorhersehbarste Weise verteilt sein kann. Die Sprache erlaubt den Vergleich von Zeigern, legt aber eine Reihe von Einschränkungen fest, damit das Verhalten vorhersagbar bleibt.

Problem: Korrekt vergleichen kann man nur Zeiger auf Elemente desselben Arrays oder auf dasselbe Objekt. Der Vergleich von Zeigern, die auf nicht verbundene Objekte (verschiedene Variablen oder zugewiesene Speicherbereiche, die nicht zu einem gemeinsamen Array gehören) zeigen, ist ein undefiniertes Verhalten (undefined behavior).

Lösung: Man sollte den Vergleich von Zeigern zwischen nicht verbundenen Speicherbereichen vermeiden, ihn nur innerhalb eines Arrays/String/Puffers verwenden, und der Vergleich mit NULL ist sicher.

Beispielcode:

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p1 = &arr[1];
    int *p2 = &arr[3];

    if (p1 < p2) {
        printf("p1 zeigt auf ein früheres Element des Arrays als p2\n");
    }
}

Wesentliche Merkmale:

Die Korrektheit des Vergleichs von Zeigern wird durch ihre Zugehörigkeit zu demselben Objekt bestimmt.
Der Vergleich mit NULL ist immer sicher und wird zur Überprüfung der Gültigkeit verwendet.
Der Vergleich von Zeigern auf verschiedene Objekte führt zu undefiniertem Verhalten.

Fangfragen.

1. Kann man Zeiger vergleichen, die über malloc erhalten wurden und auf verschiedene Speicherblöcke zeigen?

Nein, solche Zeiger dürfen nicht verglichen werden — das Verhalten ist nicht durch den Standard definiert. Es ist nur erlaubt, Zeiger auf denselben zugewiesenen Speicherblock oder mit NULL zu vergleichen.

2. Was gibt der Vergleich von Zeigern vom Typ int und double zurück, wenn sie auf verschiedene Variablen zeigen, aber denselben numerischen Wert haben?**

Ein Vergleich ist nur möglich, wenn beide Zeiger in denselben Typ konvertiert werden und auf dasselbe Objekt zeigen. Wenn dies nicht der Fall ist, ist das Ergebnis undefiniert — die Adresswerte können gleich sein, jedoch garantiert der Standard dieses Verhalten nicht.

3. Ist es korrekt, einen Zeiger auf das erste Element eines Arrays mit einem Zeiger auf das Ende zu vergleichen (z.B. arr und arr + N)?

Ja, das ist korrekt. arr + N zeigt auf das imaginäre Element, das nach dem letzten kommt, und der Compiler garantiert, dass arr <= arr + N.

Typische Fehler und Anti-Patterns

Vergleich von Zeigern auf verschiedene Objekte
Analyse der Reihenfolge von Zeigern ohne Berücksichtigung der Array-Zugehörigkeit
Verwendung der Ergebnisse von Vergleichen zur Organisation von Logik zwischen nicht verbundenen Bereichen

Beispiel aus dem Leben

Ein Mitarbeiter beschloss, eine Funktion zum Vergleich von Adressen zu implementieren, um zu bestimmen, "wurde zuerst erstellt" soll zwei Strukturen, die aus verschiedenen Speicherbereichen zugewiesen wurden, vergleichen.

Vorteile:

Der Code funktionierte auf seinem Computer

Nachteile:

Auf einer anderen Architektur waren einige Zeiger kleiner als andere, das Ergebnis des Codes wurde unvorhersehbar, der Fehler trat selten und zufällig auf.

Nach der Überprüfung wurde eine Kontrolle der Zugehörigkeit der Zeiger zu einem Speicherblock implementiert, indem alle Strukturen in einem gemeinsamen Puffer zugewiesen wurden und anschließend in zulässigen Grenzen verglichen wurde.