Aritmética de Ponteiros em Baixo Nível

O comportamento da aritmética de ponteiros é, teoricamente, definido apenas quando os ponteiros envolvidos apontam para dentro de um mesmo objeto alocado na memória. Mas os operadores de adição e subtração não têm como saber se os ponteiros estão todos dentro de um único objeto — eles não sabem onde os objetos começam ou terminam. Então, o que esses operadores fazem de fato?

Ao somar um ponteiro p com um inteiro i, o compilador trata p como um endereço de memória, que na prática é um valor inteiro — vamos chamá-lo de pint. O valor i é tratado como uma quantidade de elementos do tipo para o qual p aponta. O total de bytes corresponde a i * sizeof(*p). O resultado da soma, como inteiro, é:

pint + i * sizeof(*p)

Esse valor é então reinterpretado como um ponteiro do mesmo tipo de p.

Se o ponteiro inicial p e o resultado da operação não apontarem para partes do mesmo objeto, a operação não é oficialmente legítima, e programas em C não deveriam fazer isso. Mas você pode fazer mesmo assim — e ela produzirá exatamente o resultado descrito acima.

Em certas situações especiais, isso pode ser útil — mas quem não for experiente deve evitar esse tipo de prática.

Exemplo: função para somar ponteiros em baixo nível

Aqui está uma função que desloca um valor de ponteiro como se ele apontasse para um objeto de tamanho arbitrário, realizando explicitamente esse cálculo:

#include <stdint.h>

void *
ptr_add(void *p, int i, int objsize)
{
  intptr_t p_address = (long) p;
  intptr_t totalsize = i * objsize;
  intptr_t new_address = p_address + totalsize;
  return (void *) new_address;
}

Essa função realiza o mesmo trabalho que p + i, desde que p tenha o tipo de ponteiro adequado. Ela usa o tipo intptr_t, definido no cabeçalho <stdint.h>. (Na prática, long long funcionaria, mas é mais limpo e seguro usar intptr_t.)