А не мог ли компилятор как-то увидеть, что массив содержит только двадцать элементов, так что выражение — это ошибка? В принципе мог бы, но, как нам известно, в настоящее время не существует ни одного такого компилятора. Дело в том, что отследить границы массива на этапе компиляции невозможно в принципе, а перехват простейших ошибок (таких как приведены выше) не решает всех проблем.

Указатель может ссылаться на элемент массива. Рассмотрим пример.

Указатель

ссылается на переменную типа , известную как .

Этот указатель можно индексировать и разыменовывать.

Теперь ситуация выглядит следующим образом.

Иначе говоря, мы можем индексировать указатель с помощью как положительных, так и отрицательных чисел. Поскольку результаты не выходят за пределы допустимого диапазона, эти выражения являются правильными. Однако выход на пределы допустимого диапазона является незаконным (аналогично массивам, размещенным в свободной памяти; см. раздел 17.4.3). Как правило, выход за пределы массива компилятором не распознается и (рано или поздно) приводит к катастрофе.

Если указатель ссылается на элемент внутри массива, то для его переноса на другой элемент можно использовать операции сложения и вычитания. Рассмотрим пример.

Итак, приходим к следующей ситуации.

Аналогично,

В итоге получим следующее.

Использование операций , , и для переноса указателей называется арифметикой указателей (pointer arithmetic). Очевидно, поступая так, мы должны проявлять большую осторожность, чтобы не выйти за пределы массива.

К сожалению, не все серьезные ошибки, связанные с арифметикой указателей, легко обнаружить. Лучше всего просто избегать использования арифметики указателей.

Наиболее распространенным использованием арифметик указателей является инкрементация указателя (с помощью оператора

) для ссылки на следующий элемент и декрементация указателя (с помощью оператора ) для ссылки на предыдущий элемент. Например, мы могли вы вывести элементы массива ad следующим образом:

И в обратном порядке:

Это использование арифметики указателей не слишком широко распространено. Однако, по нашему мнению, последний (“обратный”) пример небезопасен. Почему

, а не ? Почему , а не ? Эти примеры были бы одинаково хороши (и одинаково эффективны), если бы мы использовали индексацию. Кроме того, они были бы совершенно эквивалентны в классе , в котором проверка выхода за пределы допустимого диапазона осуществляется проще.

Отметим, что в большинстве реальных программ арифметика указателей связана с передачей указателя в качестве аргумента функции. В этом случае компилятор не знает, на сколько элементов ссылается указатель, и вы должны следить за этим сами. Этой ситуации необходимо избегать всеми силами.

Почему в языке C++ вообще разрешена арифметика указателей? Ведь это так хлопотно и не дает ничего нового по сравнению с тем, что можно сделать с помощью индексирования. Рассмотрим пример.