一、指針數(shù)組和數(shù)組指針的內(nèi)存布局

初學(xué)者總是分不出指針數(shù)組與數(shù)組指針的區(qū)別。其實(shí)很好理解：
指針數(shù)組：首先它是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組的元素都是指針，數(shù)組占多少個(gè)字節(jié)由數(shù)組本身決定。它是“儲(chǔ)存指針的數(shù)組”的簡(jiǎn)稱。
數(shù)組指針：首先它是一個(gè)指針，它指向一個(gè)數(shù)組。在32 位系統(tǒng)下永遠(yuǎn)是占4 個(gè)字節(jié)，至于它指向的數(shù)組占多少字節(jié)，不知道。它是“指向數(shù)組的指針”的簡(jiǎn)稱。

下面到底哪個(gè)是數(shù)組指針，哪個(gè)是指針數(shù)組呢：
A)
int *p1[10];
B)
int (*p2)[10];
每次上課問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，總有弄不清楚的。這里需要明白一個(gè)符號(hào)之間的優(yōu)先級(jí)問(wèn)題。

“[]”的優(yōu)先級(jí)比“*”要高。p1 先與“[]”結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)數(shù)組的定義，數(shù)組名為p1，int *修飾的是數(shù)組的內(nèi)容，即數(shù)組的每個(gè)元素。那現(xiàn)在我們清楚，這是一個(gè)數(shù)組，其包含10 個(gè)指向int 類型數(shù)據(jù)的指針，即指針數(shù)組。至于p2 就更好理解了，在這里“（）”的優(yōu)先級(jí)比“[]”高，“*”號(hào)和p2 構(gòu)成一個(gè)指針的定義，指針變量名為p2，int 修飾的是數(shù)組的內(nèi)容，即數(shù)組的每個(gè)元素。數(shù)組在這里并沒(méi)有名字，是個(gè)匿名數(shù)組。那現(xiàn)在我們清楚p2 是一個(gè)指針，它指向一個(gè)包含10 個(gè)int 類型數(shù)據(jù)的數(shù)組，即數(shù)組指針。我們可以借助下面的圖加深理解：

二、int (*)[10] p2-----也許應(yīng)該這么定義數(shù)組指針

這里有個(gè)有意思的話題值得探討一下：平時(shí)我們定義指針不都是在數(shù)據(jù)類型后面加上指針變量名么？這個(gè)指針p2 的定義怎么不是按照這個(gè)語(yǔ)法來(lái)定義的呢？也許我們應(yīng)該這樣來(lái)定義p2：
? ?int (*)[10] p2;
int (*)[10]是指針類型，p2 是指針變量。這樣看起來(lái)的確不錯(cuò)，不過(guò)就是樣子有些別扭。其實(shí)數(shù)組指針的原型確實(shí)就是這樣子的，只不過(guò)為了方便與好看把指針變量p2 前移了而已。你私下完全可以這么理解這點(diǎn)。雖然編譯器不這么想。^_^

三、再論a 和&a 之間的區(qū)別

既然這樣，那問(wèn)題就來(lái)了。前面我們講過(guò)a 和&a 之間的區(qū)別，現(xiàn)在再來(lái)看看下面的代碼：
int main()
{
? ?char a[5]={'A','B','C','D'};
? ?char (*p3)[5] = &a;
? ?char (*p4)[5] = a;
? ?return 0;
}
上面對(duì)p3 和p4 的使用，哪個(gè)正確呢？p3+1 的值會(huì)是什么？p4+1 的值又會(huì)是什么？毫無(wú)疑問(wèn)，p3 和p4 都是數(shù)組指針，指向的是整個(gè)數(shù)組。&a 是整個(gè)數(shù)組的首地址，a是數(shù)組首元素的首地址，其值相同但意義不同。在C 語(yǔ)言里，賦值符號(hào)“=”號(hào)兩邊的數(shù)據(jù)類型必須是相同的，如果不同需要顯示或隱式的類型轉(zhuǎn)換。p3 這個(gè)定義的“=”號(hào)兩邊的數(shù)據(jù)類型完全一致，而p4 這個(gè)定義的“=”號(hào)兩邊的數(shù)據(jù)類型就不一致了。左邊的類型是指向整個(gè)數(shù)組的指針，右邊的數(shù)據(jù)類型是指向單個(gè)字符的指針。在Visual C++6.0 上給出如下警告：
? ?warning C4047: 'initializing' : 'char (*)[5]' differs in levels of indirection from 'char *'。
還好，這里雖然給出了警告，但由于&a 和a 的值一樣，而變量作為右值時(shí)編譯器只是取變量的值，所以運(yùn)行并沒(méi)有什么問(wèn)題。不過(guò)我仍然警告你別這么用。

既然現(xiàn)在清楚了p3 和p4 都是指向整個(gè)數(shù)組的，那p3+1 和p4+1 的值就很好理解了。

但是如果修改一下代碼，會(huì)有什么問(wèn)題？p3+1 和p4+1 的值又是多少呢？
int main()
{
? ?char a[5]={'A','B','C','D'};
? ?char (*p3)[3] = &a;
? ?char (*p4)[3] = a;
? ?return 0;
}

甚至還可以把代碼再修改：
int main()
{
? ?char a[5]={'A','B','C','D'};
? ?char (*p3)[10] = &a;
? ?char (*p4)[10] = a;
? ?return 0;
}
這個(gè)時(shí)候又會(huì)有什么樣的問(wèn)題？p3+1 和p4+1 的值又是多少？

上述幾個(gè)問(wèn)題，希望讀者能仔細(xì)考慮考慮。

四、地址的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

先看下面這個(gè)例子：
struct Test
{
? ?int Num;
? ?char *pcName;
? ?short sDate;
? ?char cha[2];
? ?short sBa[4];
}*p;

假設(shè)p 的值為0x100000。如下表表達(dá)式的值分別為多少？
? ?p + 0x1 = 0x___ ?
? ?(unsigned long)p + 0x1 = 0x___?
? ?(unsigned int*)p + 0x1 = 0x___?
我相信會(huì)有很多人一開始沒(méi)看明白這個(gè)問(wèn)題是什么意思。其實(shí)我們?cè)僮屑?xì)看看，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)似曾相識(shí)。一個(gè)指針變量與一個(gè)整數(shù)相加減，到底該怎么解析呢？

還記得前面我們的表達(dá)式“a+1”與“&a+1”之間的區(qū)別嗎？其實(shí)這里也一樣。指針變量與一個(gè)整數(shù)相加減并不是用指針變量里的地址直接加減這個(gè)整數(shù)。這個(gè)整數(shù)的單位不是byte 而是元素的個(gè)數(shù)。所以：p + 0x1 的值為0x100000+sizof（Test）*0x1。至于此結(jié)構(gòu)體的大小為20byte，前面的章節(jié)已經(jīng)詳細(xì)講解過(guò)。所以p +0x1 的值為：0x100014。

(unsigned long)p + 0x1 的值呢？這里涉及到強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，將指針變量p 保存的值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成無(wú)符號(hào)的長(zhǎng)整型數(shù)。任何數(shù)值一旦被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，其類型就改變了。所以這個(gè)表達(dá)式其實(shí)就是一個(gè)無(wú)符號(hào)的長(zhǎng)整型數(shù)加上另一個(gè)整數(shù)。所以其值為：0x100001。

(unsigned int*)p + 0x1 的值呢？這里的p 被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成一個(gè)指向無(wú)符號(hào)整型的指針。所以其值為：0x100000+sizof（unsigned int）*0x1，等于0x100004。

上面這個(gè)問(wèn)題似乎還沒(méi)啥技術(shù)含量，下面就來(lái)個(gè)有技術(shù)含量的：在x86 系統(tǒng)下，其值為多少？
intmain()
{
? ?int a[4]={1,2,3,4};
? ?int *ptr1=(int *)(&a+1);
? ?int *ptr2=(int *)((int)a+1);
? ?printf("%x,%x",ptr1[-1],*ptr2);
? ?return 0;
}
這是我講課時(shí)一個(gè)學(xué)生問(wèn)我的題，他在網(wǎng)上看到的，據(jù)說(shuō)難倒了n 個(gè)人。我看題之后告訴他，這些人肯定不懂匯編，一個(gè)懂匯編的人，這種題實(shí)在是小case。下面就來(lái)分析分析這個(gè)問(wèn)題：

根據(jù)上面的講解，&a+1 與a+1 的區(qū)別已經(jīng)清楚。

ptr1：將&a+1 的值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成int*類型，賦值給int* 類型的變量ptr，ptr1 肯定指到數(shù)組a 的下一個(gè)int 類型數(shù)據(jù)了。ptr1[-1]被解析成*(ptr1-1)，即ptr1 往后退4 個(gè)byte。所以其值為0x4。
ptr2：按照上面的講解，(int)a+1 的值是元素a[0]的第二個(gè)字節(jié)的地址。然后把這個(gè)地址強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成int*類型的值賦給ptr2，也就是說(shuō)*ptr2 的值應(yīng)該為元素a[0]的第二個(gè)字節(jié)開始的連續(xù)4 個(gè)byte 的內(nèi)容。

其內(nèi)存布局如下圖：

好，問(wèn)題就來(lái)了，這連續(xù)4 個(gè)byte 里到底存了什么東西呢？也就是說(shuō)元素a[0],a[1]里面的值到底怎么存儲(chǔ)的。這就涉及到系統(tǒng)的大小端模式了，如果懂匯編的話，這根本就不是問(wèn)題。既然不知道當(dāng)前系統(tǒng)是什么模式，那就得想辦法測(cè)試。大小端模式與測(cè)試的方法在第一章講解union 關(guān)鍵字時(shí)已經(jīng)詳細(xì)討論過(guò)了，請(qǐng)翻到彼處參看，這里就不再詳述。我們可以用下面這個(gè)函數(shù)來(lái)測(cè)試當(dāng)前系統(tǒng)的模式。
int checkSystem( )
{
? ?union check
? ?{
? ? ? int i;
? ? ?char ch;
? ?} c;
? ?c.i = 1;
? ?return (c.ch ==1);
}
如果當(dāng)前系統(tǒng)為大端模式這個(gè)函數(shù)返回0；如果為小端模式，函數(shù)返回1。也就是說(shuō)如果此函數(shù)的返回值為1 的話，*ptr2 的值為0x2000000。如果此函數(shù)的返回值為0 的話，*ptr2 的值為0x100。

出處：http://see.xidian.edu.cn/cpp/html/476.html

2018-12-06

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/DWVictor/p/10074967.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数组指针和指针数组的区别（1）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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