不同Provenance的指针能否相等？该GCC行为是否符合C标准？

测试代码与运行结果 #

测试代码（test.c） #

// test.c
#include <stdio.h>

int a[4];
int b[4];

int main() {
    puts(a+4 == b ? "equal" : "inequal");
    return 0;
}

编译运行输出 #

$ gcc --version
gcc (GCC) 13.2.1 20230801
$ gcc test.c && ./a.out
equal

行为是否符合C标准？ #

这个行为符合C标准，具体依据如下：

根据C标准（以C17为例，条款6.5.9 相等运算符）的规定，两个指针比较相等的合法场景包括：

• 两者均为空指针；
• 两者指向同一个对象（含对象起始位置的子对象）；
• 两者指向同一个数组对象的最后一个元素的下一个位置；
• 其中一个指针指向某数组的末尾后一个位置（one past pointer），另一个指针指向另一数组的起始位置，且这两个数组在地址空间中恰好紧挨着。

在这个测试案例中，全局数组a和b被GCC安排在内存中相邻位置，a+4是数组a的末尾后一个位置，b是紧随其后的数组b的起始地址，正好满足上述最后一种合法的指针相等场景。

需要注意的是，这种结果依赖于编译器的内存布局策略，并非所有编译环境都会将两个全局数组放在相邻位置，因此代码输出是实现相关的，但完全符合C标准规定——标准允许这种情况下的指针相等，并未将其判定为未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sylvain Hubert