[免费下载 c语言深度解剖[1]-第17部分

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决定。它是“储存指针的数组”的简称。

数组指针：首先它是一个指针，它指向一个数组。在　
32位系统下永远是占　
4个字节，
至于它指向的数组占多少字节，不知道。它是“指向数组的指针”的简称。

下面到底哪个是数组指针，哪个是指针数组呢：　


A），int　
*p1＇10＇；　
B），int　
（*p2）＇10＇；
每次上课问这个问题，总有弄不清楚的。这里需要明白一个符号之间的优先级问题。　
“＇＇”的优先级比“　
*”要高。　
p1先与“　
＇＇”结合，构成一个数组的定义，数组名为　
p1，int*
修饰的是数组的内容，即数组的每个元素。那现在我们清楚，这是一个数组，其包含　
10个
指向　
int类型数据的指针，即指针数组。至于　
p2就更好理解了，在这里“（）”的优先级比　
“＇＇”高，“*”号和　
p2构成一个指针的定义，指针变量名为　
p2，int修饰的是数组的内容，
即数组的每个元素。数组在这里并没有名字，是个匿名数组。那现在我们清楚　
p2是一个指
针，它指向一个包含　
10个　
int类型数据的数组，即数组指针。我们可以借助下面的图加深
理解：


4。4。2，int　
（*）＇10＇p2…也许应该这么定义数组指针
这里有个有意思的话题值得探讨一下：平时我们定义指针不都是在数据类型后面加上
指针变量名么？这个指针　
p2的定义怎么不是按照这个语法来定义的呢？也许我们应该这样
来定义　
p2：　


int　
（*）＇10＇　
p2；　


int　
（*）＇10＇是指针类型，p2是指针变量。这样看起来的确不错，不过就是样子有些别
扭。其实数组指针的原型确实就是这样子的，只不过为了方便与好看把指针变量　
p2前移了
而已。你私下完全可以这么理解这点。虽然编译器不这么想。^_^

4。4。3，再论　
a和&a之间的区别
既然这样，那问题就来了。前面我们讲过　
a和&a之间的区别，现在再来看看下面的代
码：　


int　
main（）　


｛　


chara＇5＇=｛'A'；'B'；'C'；'D'｝；　


char（*p3）＇5＇=&a；　


char（*p4）＇5＇=　
a；　


return0；　


｝　



上面对　
p3和　
p4的使用，哪个正确呢？p3＋1的值会是什么？p4＋1的值又会是什么？
毫无疑问，p3和　
p4都是数组指针，指向的是整个数组。&a是整个数组的首地址，a
是数组首元素的首地址，其值相同但意义不同。在　
C语言里，赋值符号“　
=”号两边的数据
类型必须是相同的，如果不同需要显示或隐式的类型转换。　
p3这个定义的“　
=”号两边的数
据类型完全一致，而　
p4这个定义的“=”号两边的数据类型就不一致了。左边的类型是指
向整个数组的指针，右边的数据类型是指向单个字符的指针。在　
VisualC＋＋6。0上给出如下
警告：warningC4047：　
'initializing'：　
'char（*）＇5＇'differsinlevelsof　
indirectionfrom　
'char*'。还好，
这里虽然给出了警告，但由于　
&a和　
a的值一样，而变量作为右值时编译器只是取变量的值，
所以运行并没有什么问题。不过我仍然警告你别这么用。
既然现在清楚了　
p3和　
p4都是指向整个数组的，那　
p3＋1和　
p4＋1的值就很好理解了。

但是如果修改一下代码，会有什么问题？p3＋1和　
p4＋1的值又是多少呢？　
int　
main（）　
｛　


chara＇5＇=｛'A'；'B'；'C'；'D'｝；　
char（*p3）＇3＇=&a；　
char（*p4）＇3＇=　
a；　
return0；　


｝

甚至还可以把代码再修改：　


int　
main（）　


｛　
chara＇5＇=｛'A'；'B'；'C'；'D'｝；　
char（*p3）＇10＇=　
&a；　
char（*p4）＇10＇=　
a；　
return0；　


｝
这个时候又会有什么样的问题？p3＋1和　
p4＋1的值又是多少？
上述几个问题，希望读者能仔细考虑考虑。

4。4。4，地址的强制转换
先看下面这个例子：　


structTest　


｛　
int　
Num；　
char　
*pcName；　



short　
sDate；　
char　
cha＇2＇；　
short　
sBa＇4＇；　


｝*p；

假设　
p的值为　
0x100000。如下表表达式的值分别为多少？　
p　
＋0x1=　
0x___？　
（unsignedlong）p　
＋0x1　
=0x___？　
（unsignedint*）p＋0x1　
=　
0x___？

我相信会有很多人一开始没看明白这个问题是什么意思。其实我们再仔细看看，这个知识点
似曾相识。一个指针变量与一个整数相加减，到底该怎么解析呢？

还记得前面我们的表达式“　
a＋1”与“　
&a＋1”之间的区别吗？其实这里也一样。指针变
量与一个整数相加减并不是用指针变量里的地址直接加减这个整数。这个整数的单位不是　
byte而是元素的个数。所以：　


p＋0x1的值为　
0x100000＋sizof（Test）*0x1。至于此结构体的大小为　
20byte，前面的章
节已经详细讲解过。所以　
p＋0x1的值为：0x100014。　


（unsignedlong）p＋0x1的值呢？这里涉及到强制转换，将指针变量　
p保存的值强制转换
成无符号的长整型数。任何数值一旦被强制转换，其类型就改变了。所以这个表达式其实就
是一个无符号的长整型数加上另一个整数。所以其值为：0x100001。　


（unsignedint*）p＋0x1的值呢？这里的　
p被强制转换成一个指向无符号整型的指针。所

以其值为：0x100000＋sizof（unsigned　
int）*0x1，等于　
0x100004。
上面这个问题似乎还没啥技术含量，下面就来个有技术含量的：
在　
x86系统下，其值为多少？　
intmain（）　
｛　


inta＇4＇=｛1；2；3；4｝；　
int*ptr1=（int*）（&a＋1）；　
int*ptr2=（int*）（（int）a＋1）；　


printf（〃％x；％x〃；ptr1＇…1＇；*ptr2）；　


return0；　


｝
这是我讲课时一个学生问我的题，他在网上看到的，据说难倒了　
n个人。我看题之后告诉他，
这些人肯定不懂汇编，一个懂汇编的人，这种题实在是小　
case。下面就来分析分析这个问题：

根据上面的讲解，&a＋1与　
a＋1的区别已经清楚。　


ptr1：将&a＋1的值强制转换成　
int*类型，赋值给　
int*类型的变量　
ptr，ptr1肯定指到数
组　
a的下一个　
int类型数据了。　
ptr1＇…1＇被解析成　
*（ptr1…1），即　
ptr1往后退　
4个　
byte。所以其
值为　
0x4。　


ptr2：按照上面的讲解，　
（int）a＋1的值是元素　
a＇0＇的第二个字节的地址。然后把这个地址
强制转换成　
int*类型的值赋给　
ptr2，也就是说　
*ptr2的值应该为元素　
a＇0＇的第二个字节开始的
连续　
4个　
byte的内容。

其内存布局如下图：


好，问题就来了，这连续　
4个　
byte里到底存了什么东西呢？也就是说元素　
a＇0＇；a＇1＇里面
的值到底怎么存储的。这就涉及到系统的大小端模式了，如果懂汇编的话，这根本就不是问
题。既然不知道当前系统是什么模式，那就得想办法测试。大小端模式与测试的方法在第一
章讲解　
union关键字时已经详细讨论过了，请翻到彼处参看，这里就不再详述。我们可以用
下面这个函数来测试当前系统的模式。　


intcheckSystem（　
）　


｛　


unioncheck　


｛　


int　
i；　


charch；　


｝c；　


c。i　
=1；　
return（c。ch　
1）；　
｝
如果当前系统为大端模式这个函数返回　
0；如果为小端模式，函数返回　
1。
也就是说如果此函数的返回值为　
1的话，*ptr2的值为　
0x2000000。
如果此函数的返回值为　
0的话，*ptr2的值为　
0x100。


4。5，多维数组与多级指针
多维数组与多级指针也是初学者感觉迷糊的一个地方。超过二维的数组和超过二级的
指针其实并不多用。如果能弄明白二维数组与二级指针，那二维以上的也不是什么问题了。
所以本节重点讨论二维数组与二级指针。


4。5。1，二维数组
4。5。1。1，假想中的二维数组布局
我们前面讨论过，数组里面可以存任何数据，除了函数。下面就详细讨论讨论数组里
面存数组的情况。　
Excel表，我相信大家都见过。我们平时就可以把二维数组假想成一个　
excel
表，比如：　


chara＇3＇＇4＇；


4。5。1。2，内存与尺子的对比
实际上内存不是表状的，而是线性的。见过尺子吧？尺子和我们的内存非常相似。一
般尺子上最小刻度为毫米，而内存的最小单位为　
1个　
byte。平时我们说　
32毫米，是指以零
开始偏移　
32毫米；平时我们说内存地址为　
0x0000FF00也是指从内存零地址开始偏移　
0x0000FF00个　
byte。既然内存是线性的，那二维数组在内存里面肯定也是线性存储的。实
际上其内存布局如下图：

以数组下标的方式来访问其中的某个元素：a＇i＇＇j＇。编译器总是将二维数组看成是一个
一维数组，而一维数组的每一个元素又都是一个数组。a＇3＇这个一维数组的三个元素分别为：
a＇0＇；a＇1＇；a＇2＇。每个元素的大小为　
sizeof（a＇0＇）；即　
sizof（char）*4。由此可以计算出　
a＇0＇；a＇1＇；a＇2＇
三个元素的首地址分别为&a＇0＇，&　
a＇0＇＋1*sizof（char）*4，&　
a＇0＇＋2*sizof（char）*4。亦即　
a＇i＇
的首地址为&　
a＇0＇＋i*sizof（char）*4。这时候再考虑　
a＇i＇里面的内容。就本例而言，a＇i＇内有　
4
个　
char类型的元素，其每个元素的首地址分别为&a＇i＇，&a＇i＇＋1*sizof（char），　
&a＇i＇＋2*sizof（char），&a＇i＇＋3*sizof（char），即　
a＇i＇＇j＇的首地址为&a＇i＇＋j*sizof（char）。再把　
&a＇i＇　



的值用　
a表示，得到　
a＇i＇＇j＇元素的首地址为：a＋i*sizof（char）*4＋j*sizof（char）。同样，可以换
算成以指针的形式表示：*（*（a＋i）＋j）。

经过上面的讲解，相信你已经掌握了二维数组在内存里面的布局了。下面就看一个题：　


#include　


intmain（intargc；char*　
argv＇＇）　


｛　


inta　
＇3＇＇2＇=｛（0；1）；（2；3）；（4；5）｝；　


int*p；　


p=a＇0＇；　


printf（〃％d〃；p＇0＇）；　


｝

问打印出来的结果是多少？

很多人都觉得这太简单了，很快就能把答案告诉我：0。不过很可惜，错了。答案应该
是　
1。如果你也认为是　
0，那你实在应该好好看看这个题。花括号里面嵌套的是小括号，而
不是花括号！这里是花括号里面嵌套了逗号表达式！其实这个赋值就相当于　
inta　
＇3＇＇2＇=｛　
1；3；　
5｝；

所以，在初始化二维数组的时候一定要注意，别不小心把应该用的花括号写成小括号
了。

4。5。1。3，&p＇4＇＇2＇　
…&a＇4＇＇2＇的值为多少？
上面的问题似乎还比较好理解，下面再看一个例子：　


int　
a＇5＇＇5＇；　


int　
（*p）＇4＇；　


p=a；

问&p＇4＇＇2＇…&a＇4＇＇2＇的值为多少？
这个问题似乎非常简单，但是几乎没有人答对了。我们可以先写代码测试一下其值，然后分
析一下到底是为什么。在　
VisualC＋＋6。0里，测试代码如下：　


intmain（）　


｛　


inta＇5＇＇5＇；　


int（*p）＇4＇；　


p=　
a；　


printf（〃a_ptr=％#p；p_ptr=％#pn〃；&a＇4＇＇2＇；&p＇4＇＇2＇）；　


printf（〃％p；％dn〃；&p＇4＇＇2＇…&a＇4＇＇2＇；&p＇4＇＇2＇…&a＇4＇＇2＇）；　


return0；　


｝

经过测试，可知&p＇4＇＇2＇…&a＇4＇＇2＇的值为…4。这到底是为什么呢？下面我们就来分析一下：


前面我们讲过，当数组名　
a作为右值时，代表的是数组首元素的首地址。这里的　
a为二
维数组，我们把数组　
a看作是包含　
5个　
int类型元素的一维数组；里面再存储了一个一维数组。
如此，则　
a在这里代表的是　
a＇0＇的首地址。　
a＋1表示的是一维数组　
a的第二个元素。　
a＇4＇表
示的是一维数组　
a的第　
5个元素，而这个元素里又存了一个一维数组。所以&a＇4＇＇2＇表示的
是&a＇0＇＇0＇＋4*5*sizeof（int）＋2*sizeof（int）。

根据定义，p是指向一个包含　
4个元素的数组的指针。也就是说　
p＋1表示的是指针　
p向
后移动了一个“包含　
4个　
int类型元素的数组”。这里　
1的单位是　
p所指向的空间，即　
4*sizeof（int）。所以，　
p＇4＇相对于　
p＇0＇来说是向后移动了　
4个“包含　
4个　
int类型元素的数组”，
即&p＇4＇表示的是　
&p＇0＇＋4*4*sizeof（int）。由于　
p被初始化为　
&a＇0＇，那么　
&p＇4＇＇2＇表示的是　
&a＇0＇＇0