略谈 c 语言中指针与数组的区别

win_hate

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略谈 c 语言中指针与数组的区别

数组与指针是两个不同的概念，即使是从编译的层面上来看。不过，在很多时候，两者的用法极为相似。本文将讨论两者的区别。


一、理论分析

编译器在处理指针与数组的时候，是区别对待的。

对于指针

1. int *p;

复制代码

p 是一个变量，所以编译器要为之分配一个空间。

1. .comm p, 4

复制代码

对于数组：

1. int a[10]

复制代码

a 是一个地址，编译器会为数组 a 分配一个空间，但不会为 a 本身分配空间，在使用到a的地方，会被替换为一个地址+属性，其结果为一个"常量指针"。

1. .comm a, 40

复制代码

在对一个指针变量进行 dereferance 的时候，比如 (*p)。编译器首先要得到 p 的地址，从中取值，然后把得到的值作为地址，再取值。类似如下汇编：

1. 
   
2. lea (p), %esi                        /* this is &p */
   
3. mov (%esi), %edi                /* this is p */
   
4. mov (%edi), %eax                /* this is p[0] */
   
5. 
   
6. 或者，更简单的
   
7. 
   
8. mov (p), %esi                        /* this is p */
   
9. mov (%esi), %eax                /* and this is p[0] */
   

复制代码

相比之下，数组的引用

1. 
   
2. int a[10];
   
3. a[0];
   

复制代码

则省去了取 a 地址的过程，符号 a 代表一个地址，这个地址不存放在任何变量中！

1. 
   
2. lea (a), %esi                    /* this is a */
   
3. mov (%esi), %eax                 /* this is a[0] */       
   
4. 
   
5. 或更简单的：
   
6. 
   
7. mov (a), %esi                   /* this is a[0] */
   

复制代码

熟悉汇编的人，容易从看出，区别是大的。

二、两个例子
第一个例子，演示 "把数组声明为指针" 是如何使程序崩溃的。

1. 
   
2. file: 1.c
   
3. int a[10]={0};
   
4. 
   
5. file: 2.c
   
6. int
   
7. main ()
   
8. {
   
9.         extern int *a;
   
10. 
    
11.         printf ("%d\n", a[0]);
    
12.         return 0;
    
13. }
    

复制代码

运行这个程序，Segmentation fault

在模块1.c 中， a 被定义为一个数组，但在模块 2.c中，a被声明为指针。所以编译器在处理        printf ("%d\n", a[0]) 时:
认为 a 是一个指针，所以先取其地址&a，然而，a  实际是个数组，&a 就是 a本身，所的 &a 是 a 的首地址。
然后编译器取 指针a的值，这实际上是 得到的是数组的第一个元素 a[0] ，值为0！也就是，编译器得到了一个 0 指针，最后，编译器对其derefrence，崩溃！

第二个例子演示“把指针声明为数组”如何的到错误的数据:

1. 
   
2. file: 3.c
   
3. int *pa = (int *)0;
   
4. 
   
5. f ()
   
6. {
   
7.         printf ("%x\n", &pa);
   
8. }
   
9. 
   
10. file: 4.c
    
11. int
    
12. main ()
    
13. {
    
14.         extern int pa[];
    
15.         printf ("%p\n", pa);
    
16.         printf ("%d\n", pa[0]);
    
17.         f ();
    
18.                
    
19.         return 0;
    
20. }

复制代码

1. 
   
2. 0x403010
   
3. 0
   
4. 403010

复制代码

在这个例子中， pa 被定义为一个指针，并初始化为0, 但在另一个模块中，被声明为一个数组.
编译器在处理 printf ("%p\n", pa) 时，认为 pa 是数组，所以直接打印符号pa的值，此值为指针pa的地址！

编译器在处理 printf ("%p\n", pa[0]) 时，认为 pa 是数组，以符号 pa 对应的值加一个偏移0，并取其值，得到的实际上是 指针  pa 的值 即 0.

三、总结

我罗罗嗦嗦地讲了半天，如果还不清楚，请研究一下我给出的代码。


[参考文献]
[1] Peter Van Der Linden， <<Expert C Programming --- Deep C Secrets>;>;

lenovo

偶订一把！

warwolf_z

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蓝色键盘

1. 
   
2. file: 1.c
   
3. int a[10]={0};
   
4. 
   
5. file: 2.c
   
6. int
   
7. main ()
   
8. {
   
9.    extern int *a;
   
10. 
    
11.    printf ("%d\n", a[0]);
    
12.    return 0;
    
13. }
    

复制代码

这样的申明本身导致了错误发生，而不是后续的原因，你可以定一个指针，来操作int a[10]={0}; 。a[]这种只是书写方式的直观。实际上编译程序操作a[10]是按照指针访问和处理的。只不过这个指针的值是a或者&a[0]（也就是数组第一个元素的地址）。

蓝色键盘

1. 
   
2. file: 3.c
   
3. int *pa = (int *)0;
   
4. 
   
5. f ()
   
6. {
   
7.    printf ("%x\n", &pa);
   
8. }
   
9. 
   
10. file: 4.c
    
11. int
    
12. main ()
    
13. {
    
14.    extern int pa[];
    
15.    printf ("%p\n", pa);
    
16.    printf ("%d\n", pa[0]);
    
17.    f ();
    
18.       
    
19.    return 0;
    
20. }
    

复制代码

file: 3.c 中int *pa = (int *)0; 这个指令执行完毕，pa便存在一个固定的地址段中。
file: 4.c 中的申明extern int pa[]; 对这个申明，编译程序实际上得到的是&pa，而不是file: 3.c 中int *pa = (int *)0; 中希望的pa。是pa地址所在的内存段的地址。

想法很好，只不过例子代码本身存在错误，导致不是为了测试指针和数组的关系，而是检漏编译程序的处理方式。

win_hate

原帖由 "蓝色键盘"]这样的申明本身导致了错误发生，而不是后续的原因，你可以定一个指针，来操作int a[10]={0}; 。a[]这种只是书写方式的直观。实际上编译程序操作a[10]是按照指针访问和处理的。只不过这个指针的值是a或者&a[0]（也就是数组第一个元素的地址）。[/quote 发表：


[quote]
file: 3.c 中int *pa = (int *)0; 这个指令执行完毕，pa便存在一个固定的地址段中。
file: 4.c 中的申明extern int pa[]; 对这个申明，编译程序实际上得到的是&pa，而不是file: 3.c 中int *pa = (int *)0; 中希望的pa。是pa地址所在的内存段的地址。

想法很好，只不过例子代码本身存在错误，导致不是为了测试指针和数组的关系，而是检漏编译程序的处理方式。

蓝兄, 我想说的正是这些啊. 我的意思是, 数组与指针是两个不同的东西.

之所以要分开两个文件, 并用 extern 是应为在同一个文件中,编译器不允许我把一个变量即声明为指针, 又声明为数组. 从某种意义上说,这也标明了 指针与数组是不同的.

我给出的代码当然是有错的, 那是错误演示.

从我给的例子可以看出, 编译器对 指针和数组的处理是很不同的, 它们不是同一个东西.

蓝色键盘

数组和指针当然不一样了，要不然要数组的概念多此一举。
可能你以前的帖子理解的和大家不一样，大家说的是访问和操作数组行为和指针一样，不是说定义一样。

win_hate

原帖由 "蓝色键盘" 发表：
数组和指针当然不一样了，要不然要数组的概念多此一举。
可能你以前的帖子理解的和大家不一样，大家说的是访问和操作数组行为和指针一样，不是说定义一样。

访问数组和操作数组行为与指针的行为, 以我之见,是有不同的.

数组的首地址与指针的值,是两个等同地位的东西. 编译器能直接得到数组的首地址, 但要得到指针的值, 必须现得到指针的地址.从而, 通过指针访问数组通常要慢一点,当然是微不足道的.

flw

我觉得 win_hate 的这个帖子很容易误导人！
根本就不是那么回事！
蓝色键盘版主说的非常有道理！

win_hate

原帖由 "flw" 发表：
我觉得 win_hate 的这个帖子很容易误导人！
根本就不是那么回事！
蓝色键盘版主说的非常有道理！

我错在何处, 请说明：

即： 误导何人，误导了什么？
        根本不是哪回事？