关于C语言数组下标问题

Question

int arr[] = {0, 12, 1, 23,65, 1, 3, 99, 78};
printf("%d\n", arr[-1]);
for (int i = 0; i < 7; i++) {
    printf("%d\n", arr[-1]);
}

结果是

32689
0,1,2,3,4,5,6,

循环中为啥是一串连续的数字呢, 和 i 是如此一样

问题已得到解答, 其实问题可以简化为

int arr[] = {0, 12, 1, 23,65, 1, 3, 99, 78};
int i;
printf("%p\n", arr]);
printf("%p\n", &i);

结果会发现 arr 的地址正好是i后面的一个整型长度的地址(这里有个小问题, 我在wsl上试着是4个字节, 而在mac是两个字节, 但mac上的整型也是4个字节, 不知道为什么这儿就变成两个字节了), 所以 arr[-1] 的地址正好与i的地址一致

Answer 1

越界了，undefined behavior。
你这个代码中，都是在栈上分配的，栈是高位往低位扩张，一开始栈的布局是这样的
a9
a8
a7
a6
a5
a4
a3
a2
a1
a0
每次loop，会在低位申请然后又释放i，栈的布局：
a9
a8
a7
a6
a5
a4
a3
a2
a1
a0
i
这种情况下arr[-1]就会一直输出i

这里有个小问题, 我在wsl上试着是4个字节, 而在mac是两个字节, 但mac上的整型也是4个字节, 不知道为什么这儿就变成两个字节了)

我猜你计算2和4是代码里面输出两个地址相减的值的。
你的wsl应该是默认编译出32位的程序，直接减得到4没问题。
mac上编译出来的是64位的，你直接减，然后输出的时候应该是溢出了，得到个2，你试试先把地址转long long，用%lld输出试试，会得到一个8，而不是2或者4。
这是因为分配空间的时候还会做内存对齐，分配i的时候会再跳过高位的4个字节再去分配i，保证i的地址也是8的倍数，所以实际地址差是8，64位的程序堆结构大概如下：
0 a8
a7 a6
a5 a4
a3 a2
a1 a0
0 i

贴一个gdb的输出

// code
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int i = 2;

// gdb
p &i
(int *) $1 = 0x00007ffeefbffdc8
x/11dw 0x00007ffeefbffdc8
0x7ffeefbffdc8: 2
0x7ffeefbffdcc: 0
0x7ffeefbffdd0: 1
0x7ffeefbffdd4: 2
0x7ffeefbffdd8: 3
0x7ffeefbffddc: 4
0x7ffeefbffde0: 5
0x7ffeefbffde4: 6
0x7ffeefbffde8: 7
0x7ffeefbffdec: 8
0x7ffeefbffdf0: 9

Answer 2

下标越界。

向后越界（比 0 还小）指向低位指针地址，向前越界（比数组长度还大）指向高位指针地址。如果指向的地址没被使用，也就是个野地址，那么结果就是是随机的，无意义。

这个代码段里第一个 arr[-1] 指向什么还得看上下文，不同的上下文结果不一定都是 32689；for 循环里的 arr[-1] 指向 i 了。

这种黑魔法少用，基本没有可读性。

Answer 3

int arr[] = {0, 12, 1, 23,65, 1, 3, 99, 78};
printf("%d\n", arr[-1]);

对于，上述的 arr[-1];，值是未定义的，array[-1] == *(arr - 1)，我们不知道 arr 前面的值是什么，整数，浮点数，指针，结构体，共同体？

for (int i = 0; i < 7; i++) {
    printf("%d\n", arr[-1]);
}

对于上述程序，我觉得，你可能是想输出数组中的每一个元素，正确的做法应该是：

for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i) {
    printf("%d\n", arr[i]);
}

Answer 4

下表越界是一个未定义行为

未定义行为什么都可能发生