c++ string 无法通过下标访问_数组下标1你见过吗？

作者：守望，Linux应用开发者，目前在公众号【编程珠玑】分享Linux/C/C++/数据结构与算法/工具等原创技术文章和学习资源。

不知道你有没有见过-1作为数组下标的，我算是见到了。当然这一点在Python之类的语言中毫不稀奇。

下标-1的代码

这里redis源码中的一部分：

sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen) {    void *sh, *newsh;    size_t avail = sdsavail(s);    size_t len, newlen;    char type, oldtype = s[-1] & SDS_TYPE_MASK;    int hdrlen;    //摘取部分代码

其中sds定义如下：

typedef char* sds

我们忽略其中的逻辑，其实可以看到在sds中有很多使用-1作为下标的。那么这里到底有什么含义？又有什么好处呢？别急！

数组下标访问

我们都知道，数组下标可以以O(1)复杂度访问一个数组的元素：

int arr[] = {1,2,3,4,5};printf("%d\n",arr[2]);

上面的示例代码中，就是访问了数组的第三个元素，实际上，作用等价于;

printf("%d\n",*(arr+2))；

这一点，我已经在《C语言入坑指南-数组之谜》中解释过了。arr相当于int*类型指针，+2，意味着指针向前移动了sizeof(int) * 2，即8字节的位置，最终指向数字3。关于指针的算术运算，也可以参考《void*是怎样的存在》。

再看下面：

int *pArr = arr + 2;printf("%d\n",pArr[-1]);//printf("%d\n",*(pArr-1))

这里也很好理解，无非就是pArr指向数字3，然后又使用下标-1，访问了前一个位置，最终自然指向了数字2，打印的也是2。

到目前为止，一切都还合情合理。

但是，我们别忘了，数组越界是一件很可怕事情。比如，你试试：

printf("%d\n",arr[16]);printf("%d\n",arr[-1]);

运气不好的时候，程序不会挂死，只是打印出一些莫名其妙的值，运气好的时候，程序挂死。(有人可能会问，为什么程序不会挂死，运气还算好呢？因为不挂死的时候，一些隐藏的问题更让人抓狂)。

到这里我们明白了，为了数组下标访问不越界，通常下标范围是0～size-1，其中size是数组元素个数。

那么问题来了，redis的源码中为什么要用-1作为下标呢？

巧妙的-1

实际上，sds其中的一个结构(8bit范围长度)定义是这样的：

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {    uint8_t len; /* used */    uint8_t alloc; /* excluding the header and null terminator */    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */    char buf[];};

其中

__attribute__ ((__packed__))

是取消字节对齐，关于字节对齐，可以参考《理一理字节对齐的那些事》,本文不再赘述。

而在每一次创建新的sds结构的时候，返回的指针，都是指向buf这里从源码的sdsnewlen函数中很容易看出：
即：

1字节	1字节	1字节
len	alloc	flags	buf
			↑

所以我们看到前面这样的代码也就不足为奇了：

oldtype = s[-1] & SDS_TYPE_MASK;

这里的-1相当于将指针指向了flags字段：

1字节	1字节	1字节
len	alloc	flags	buf
		↑

相信到这里你应该能理解-1的作用了。

那么为什么要这么做呢？想象一下，使用strlen是不是直接可以计算sds字符串的长度了呢？

总结

一般来说-1这样的用法是不太建议的，或者说，在使用下标访问数组时，必须确保不越界。

预告

redis中为什么不用普通的char*存储字符串，而要使用所谓的简单动态字符串？背后究竟隐藏着怎样的秘密？请看下文详细分解。

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