Ответ.

История вопроса: В языке C указатели — это переменные, хранящие адреса других объектов. Возникла проблема: как сравнивать такие значения, ведь память может быть распределена самым непредсказуемым образом. Язык разрешает операцию сравнения между указателями, но накладывает ряд ограничений, чтобы поведение оставалось определённым.

Проблема: Корректно сравнивать между собой можно только указатели на элементы одного и того же массива или на один и тот же объект. Сравнение указателей, указывающих на несвязанные объекты (разные переменные или выделенные области памяти, не входящие в общий массив), является неопределённым поведением (undefined behavior).

Решение: Нужно избегать сравнения указателей между несвязанными областями памяти, пользоваться им только в пределах одного массива/строки/буфера, а сравнение с NULL безопасно.

Пример кода:

#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 указывает на более ранний элемент массива, чем p2
");
    }
}

Ключевые особенности:

Корректность сравнения указателей определяется их принадлежностью к одному и тому же объекту.
Сравнение с NULL всегда безопасно и используется для проверки валидности.
Сравнение указателей на разные объекты приводит к неопределённому поведению.

Вопросы с подвохом.

1. Можно ли сравнивать указатели, полученные через malloc и обращающиеся к разным блокам памяти?

Нет, сравнивать такие указатели нельзя — поведение не определено стандартом. Разрешается сравнивать только указатели на один и тот же выделенный блок памяти или с NULL.

2. Что возвращает сравнение указателей типа int и double, если они указывают на разные переменные, но имеют одинаковое числовое значение?**

Сравнение возможно только в том случае, если оба указателя приведены к одному типу и указывают на один и тот же объект. Если это не так, результат не определён — значений адресов может быть одинаковым, но стандарт это поведение не гарантирует.

3. Корректно ли сравнивать указатель на первый элемент массива с указателем на его конец (например, arr и arr + N)?

Да, это корректно. arr + N указывает на воображаемый элемент, следующий за последним, и компилятор гарантирует, что arr <= arr + N.

Типовые ошибки и анти-паттерны

Сравнение указателей на разные объекты
Анализ порядка указателей без учёта принадлежности массива
Использование результатов сравнения для организации логики между несвязанными областями

Пример из жизни

Сотрудник решил реализовать функцию сравнения адресов для определения "создано ли раньше" две структуры, выделенные из разных кусков памяти.

Плюсы:

Код работал на его компьютере

Минусы:

На другой архитектуре некоторые указатели оказались меньше других, результат кода стал непредсказуемым, баг проявился редко и случайно.

После ревью была реализована проверка принадлежности указателей одному блоку памяти с помощью выделения всех структур в общий буфер и дальнейшего сравнения в допустимых пределах.

Плюсы:

Программа стала переносимой
Явно отражено ограничение на сравнение только "своих"

Минусы:

Немного увеличилась сложность структуры хранения