深入C语言学习笔记——数组与指针

数组与指针到底是啥关系啊？引用《C语言深度剖析》中的一句话：“他们没有任何关系，只是经常穿着相似的衣服逗你玩儿罢了”。

数组与指针的相互转换是非常微妙且容易出错的：

1.数组符号的值以及其取址的值都是数组地址，但又不完全相同（主要是用sizeof以及地址+1操作时，详见“类型和类型转换一节”）；

2.数组在参数传递时自动变成指针。

3.数组的访问方式a[n],最终都转换成*(a+n)

这几点内容在很多书上都有详述，而我这一节详细分析一下数组与变量的定义与声明时的一致性问题，我们将看到不一致的定义将引起灾难。

代码：

array1.c

#include <stdio.h>
char apple[] = "apple";
char banana[] = "banana";
char *cherry = "cherry";
char *peach = "peach";


func(){

    puts("orginal definition");
    printf("the address of apple is %x\n",(int)&apple);
    printf("the value  of apple is %x\n",(int)apple);
    printf("the value of apple[0] is %x\n",(int)apple[0]);
    puts("*******************************************");
    printf("the address of banana is %x\n",(int)&banana);
    printf("the value of banana is %x\n",(int)banana);
    printf("the value of banana[0] is %x\n",(int)banana[0]);
    puts("*******************************************");
    printf("the address of cherry is %x\n",(int)&cherry);
    printf("the value of cherry is %x\n",(int)cherry);
    printf("the value of cherry[0] is %x\n",(int)cherry[0]);
    puts("*******************************************");
    printf("the address of peach is %x\n",(int)&peach[0]);
    printf("the value of peach is %x\n",(int)peach);
    printf("the value of peach[0] is %x\n",(int)peach[0]);
}

array2.c

#include <stdio.h>
extern func();
extern char *apple;//from char[] to char *
extern char banana[];//from char[] to char[]
extern char *cherry;//from char * to char *
extern char peach[];//from char* to char[]

main(){
    func();
    puts("external declaration");
    printf("the address of apple is %x\n",(int)&apple);
    printf("the value  of apple is %x\n",(int)apple);
    //printf("the value of apple[0] is %d\n",(int)apple[0]);//会引起段错误
    puts("*******************************************");
    printf("the address of banana is %x\n",(int)&banana);
    printf("the value of banana is %x\n",(int)banana);
    printf("the value of banana[0] is %x\n",(int)banana[0]);
    puts("*******************************************");
    printf("the address of cherry is %x\n",(int)&cherry);
    printf("the value of cherry is %x\n",(int)cherry);
    printf("the value of cherry[0] is %x\n",(int)cherry[0]);
    puts("*******************************************");
    printf("the address of peach is %x\n",(int)&peach);
    printf("the value of peach is %x\n",(int)peach);
    printf("the value of peach[0] is %x\n",(int)peach[0]);
    puts("*******************************************");

}

输出结果：

orginal definition
the address of apple is 804a018
the value  of apple is 804a018
the value of apple[0] is 61
*******************************************
the address of banana is 804a01e
the value of banana is 804a01e
the value of banana[0] is 62
*******************************************
the address of cherry is 804a028
the value of cherry is 80488e8
the value of cherry[0] is 63
*******************************************
the address of peach is 804a02c
the value of peach is 80488ef
the value of peach[0] is 70

external declaration
the address of apple is 804a018
the value  of apple is 6c707061 就是'a' 'p' 'p' 'l'
错误 会引起段错误
*******************************************
the address of banana is 804a01e
the value of banana is 804a01e
the value of banana[0] is 62  正确
*******************************************
the address of cherry is 804a028
the value of cherry is 80488e8
the value of cherry[0] is 63 正确
*******************************************
the address of peach is 804a02c
the value of peach is 804a02c
the value of peach[0] is ffffffef 错误
*******************************************

这里的代码试验了定义为指针或数组，而以指针或数组的方式访问的四种可能组合情况，并打印出各符号的地址与值。首先，可以肯定以一致的方式定义与引用不会产生错误；其次另外两种定义与引用不一致的情况会引起错误。

首先明确一点，作为全局符号表，其中存储的都是全局符号的地址，而不是它们的值。

1.定义为数组，按照指针引用的情况：例如apple[0]，过程就是在全局符号表里面取apple这个标号的地址，该地址对应的值，此时该值被理解为一个指针，也就是4个字节，因此取出来的也就是数组的前4个元素appl；故而apple[0]的地址也就是0x6c707061，访问这个地址当然会引起段错误。总结一下，这种情况下出错主要是由于apple作为数组时其标号值就是标号地址这一歧义引起的。

2.定义为指针，按照数组方式引用的情况：在全局符号表里面得到peach的地址0x804a02c，同样由于数组标号的值即为地址，peach数组的地址出现了错误。其真实地址应该是peach的地址处对应的那个指针值，也就是0x804a02c处存储的值0x80488efc。现在peach[0]相当于访问了0x804a02c处的数值。也就是0xef，按照整数打印时判断为负数，所以前面填充了很多ffffff.

至此,一切真相大白，世界人民震惊了。。。。。一个小小的数组和指针竟能引发出如此大的混乱，这不得不引起我们的反思。。。。

PS.参考《C专家编程第4章》