数组索引和通常的算术转换

Question

在C语言中，当我使用整数作为数组索引时，是否会触发常规算术转换规则将数组索引转换为某种整数类型？如果是，它会转换成哪种整数类型？

示例1：

int i = ...;
... a[i] ...

这个操作会触发整数转换或提升吗？如果是，i会被转换成什么类型？ (unsigned int? size_t? 还是其他类型?)

例子2:

unsigned int j = ...;
... b[j] ...

这会触发整数转换或提升吗？如果是，i会转换成什么类型？

如果索引的类型不是int，那么它何时进行整数转换的规则是什么？是否应用了通常的算术转换规则，还是其他规则？

我也对指针算术的同样问题感兴趣，例如表达式p+i，其中p是一个指针，i是某种整数类型。

我查看了关于理解整数转换的CERT Secure Coding指南和OWASP整数溢出概述，但两者都没有描述这种情况。下面的StackOverflow问题也没有： 整数转换（缩小，扩大），未定义行为。

- D.W.

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@JonathanLeffler，是的，我熟悉通常的转换。我的问题是：它们是否适用于此处，以及如何应用？通常的转换是应用于将数组索引转换为int还是其他类型 - 如果是其他类型，那么是哪种类型？管理此情况的规则是什么？我可以找到通常算术转换的文档，但它们似乎假定我已经知道目标类型应该是什么，而我无法确定数组索引的目标类型应该是什么。 - D.W.

C99 §6.5.2.1并没有声明该类型为“int”，而只是一个整数类型。 “其中一个表达式应具有‘‘指向完整对象类型的指针’’的类型，另一个表达式应具有整数类型，结果的类型为“type”。 - WhozCraig

非常酷，非常感谢@WhozCraig！那么这怎么应用在这里呢？对于我在问题正文中提出的问题有什么影响？如果索引已经是整数类型，那么是否不会应用任何提升或转换？再次感谢！ - D.W.

@JonathanLeffler，太棒了，谢谢。您是否想将其转换为答案，以便我可以点赞/接受它？（还有一种情况：如果i的类型比int更大，则如何处理：long，size_t，unsigned long等。但这对我来说不是很重要。） - D.W.

Jonathan很好地总结了这一点。如果有任何促销活动，都会在表达式本身中使用，但无论如何，在完成时必须是整数类型。也就是说，您不能使用ar [1.01]并期望从double到int的晋升发生，因为它用作下标索引; 它不会。但是，只要x + y * z在完成其“我需要转换以满足此表达式”的操作后得出整数类型，您就可以执行ar [x + y * z]。我无法比这更好地描述它（至少在我阅读它时）。 - WhozCraig

Answer 1

C99的第6.5.2.1节第2段规定如下：

......下标运算符[]的定义是E1[E2]等同于(*((E1)+(E2)))...

这意味着+运算符有以下规则:

对于加法，要么两个操作数都必须具有算术类型，要么一个操作数必须是对象类型的指针，另一个操作数必须具有整数类型。（递增相当于加1。）

因此，当+的第一个参数为指针时，第二个参数必须具有整数类型，且不进行转换。

注：

第一条引用中的E2是表达式，因此可以包含许多类型转换，因为它是计算出来的。重要的是，结果类型必须是整数类型。

- virtus