[免费下载 c语言深度解剖[1]-第16节
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作。p＇4＇这个操作会被解析成：先取出
p里存储的地址值，然后加上中括号中
4个元素的偏
移量，计算出新的地址，然后从新的地址中取出值。也就是说以下标的形式访问在本质上
与以指针的形式访问没有区别，只是写法上不同罢了。
4。3。1。2，以指针的形式访问和以下标的形式访问数组
例子
B）定义了一个数组
a，a拥有
7个
char类型的元素，其空间大小为
7。数组
a本身
在栈上面。对
a的元素的访问必须先根据数组的名字
a找到数组首元素的首地址，然后根据
偏移量找到相应的值。这是一种典型的“具名＋匿名”访问。比如现在需要读取字符‘5’，
我们有两种方式：
1），以指针的形式：
*（a＋4）。a这时候代表的是数组首元素的首地址，假设为
0x0000FF00，
然后加上
4个字符的偏移量，得到新的地址
0x0000FF04。然后取出
0x0000FF04地址上的
值。
2），以下标的形式：
a＇4＇。编译器总是把以下标的形式的操作解析为以指针的形式的操
作。a＇4＇这个操作会被解析成：a作为数组首元素的首地址，然后加上中括号中
4个元素的
偏移量，计算出新的地址，然后从新的地址中取出值。
由上面的分析，我们可以看到，指针和数组根本就是两个完全不一样的东西。只是它们
都可以“以指针形式”或“以下标形式”进行访问。一个是完全的匿名访问，一个是典型
的具名＋匿名访问。一定要注意的是这个“以
XXX的形式的访问”这种表达方式。
另外一个需要强调的是：上面所说的偏移量
4代表的是
4个元素，而不是
4个
byte。只
不过这里刚好是
char类型数据
1个字符的大小就为
1个
byte。记住这个偏移量的单位是元
素的个数而不是
byte数，在计算新地址时千万别弄错了。
4。3。2，a和&a的区别
通过上面的分析，相信你已经明白数组和指针的访问方式了，下面再看这个例子：
main（）
｛
inta＇5＇=｛1；2；3；4；5｝；
int*ptr=（int*）（&a＋1）；
printf（〃％d；％d〃；*（a＋1）；*（ptr…1））；
｝
打印出来的值为多少呢？这里主要是考查关于指针加减操作的理解。
对指针进行加
1操作，得到的是下一个元素的地址，而不是原有地址值直接加
1。所以，
一个类型为
T的指针的移动，以
sizeof（T）为移动单位。因此，对上题来说，
a是一个一
维数组，数组中有
5个元素；
ptr是一个
int型的指针。
&a
＋1：取数组
a的首地址，该地址的值加上
sizeof（a）的值，即
&a
＋5*sizeof（int），也
就是下一个数组的首地址，显然当前指针已经越过了数组的界限。
（int*）（&a＋1）：则是把上一步计算出来的地址，强制转换为
int*类型，赋值给
ptr。
*（a＋1）：
a；&a的值是一样的，但意思不一样，a是数组首元素的首地址，也就是
a＇0＇的
首地址，
&a是数组的首地址，a＋1是数组下一元素的首地址，即
a＇1＇的首地址；&a＋1是下一
个数组的首地址。所以输出
2
*（ptr…1）：因为
ptr是指向
a＇5＇，并且
ptr是
int*类型，所以
*（ptr…1）是指向
a＇4＇，
输出
5。
这些分析我相信大家都能理解，但是在授课时，学生向我提出了如下问题：
在
VisualC＋＋6。0的
Watch窗口中&a＋1的值怎么会是（x0012ff6d（0x0012ff6c＋1）呢？
上图是在
VisualC＋＋6。0调试本函数时的截图。
a在这里代表是的数组首元素的地址即
a＇0＇的首地址，其值为
0x0012ff6c。
&a代表的是数组的首地址，其值为
0x0012ff6c。
a＋1的值是
0x0012ff6c＋1*sizeof（int），等于
0x0012ff70。
问题就是&a＋1的值怎么会是（x0012ff6d（0x0012ff6c＋1）呢？
按照我们上面的分析应该为
0x0012ff6c＋5*sizeof（int）。其实很好理解。当你把
&a＋1
放到
Watch窗口中观察其值时，表达式
&a＋1已经脱离其上下文环境，编译器就很简单的把
它解析为&a的值然后加上
1byte。而
a＋1的解析就正确，我认为这是
VisualC＋＋6。0的一个
bug。既然如此，我们怎么证明证明
&a＋1的值确实为
0x0012ff6c＋5*sizeof（int）呢？很好办，
用
printf函数打印出来。这就是我在本书前言里所说的，有的时候我们确实需要
printf函数
才能解决问题。你可以试试用
printf（〃％x〃；&a＋1）；打印其值，看是否为
0x0012ff6c＋5*sizeof（int）。注意如果你用的是
printf（〃％d〃；&a＋1）；打印，那你必须在十进制和十六进制之间换算
一下，不要冤枉了编译器。
另外我要强调一点：不到非不得已，尽量别使用
printf函数，它会使你养成只看结果不
问为什么的习惯。比如这个列子，*（a＋1）和*（ptr…1）的值完全可以通过
Watch窗口来查看。
平时初学者很喜欢用“
printf（〃％d；％d〃；*（a＋1）；*（ptr…1））；”这类的表达式来直接打印出值，
如果发现值是正确的就欢天喜地。这个时候往往认为自己的代码没有问题，根本就不去查
看其变量的值，更别说是内存和寄存器的值了。更有甚者，
printf函数打印出来的值不正确，
就措手无策，举手问“老师，我这里为什么不对啊？”。长此以往就养成了很不好的习惯，
只看结果，不重调试。这就是为什么同样的几年经验，有的人水平很高，而有的人水平却
很低。其根本原因就在于此，往往被一些表面现象所迷惑。
printf函数打印出来的值是对的
就能说明你的代码一定没问题吗？我看未必。曾经一个学生，我让其实现直接插入排序算
法。很快他把函数写完了，把值用
printf函数打印出来给我看。我看其代码却发现他使用的
算法本质上其实是冒泡排序，只是写得像直接插入排序罢了。等等这种情况数都数不过来，
往往犯了错误还以为自己是对的。所以我平时上课之前往往会强调，不到非不得已，不允
许使用
printf函数，而要自己去查看变量和内存的值。学生的这种不好的习惯也与目前市面
上的教材、参考书有关，这些书甚至花大篇幅来介绍
scanf和
printf这类的函数，却几乎不
讲解调试技术。甚至有的书还在讲
TruboC2。0之类的调试器！如此教材教出来的学生质量
可想而知。
4。3。3，指针和数组的定义与声明
4。3。3。1，定义为数组，声明为指针
文件
1中定义如下：
chara＇100＇；
文件
2中声明如下（关于
extern的用法，以及定义和声明的区别，请复习第一章）：
externchar*a；
这里，文件
1中定义了数组
a，文件
2中声明它为指针。这有什么问题吗？平时不是总说数
组与指针相似，甚至可以通用吗？但是，很不幸，这是错误的。通过上面的分析我们也能
明白一些，但是“革命尚未成功，同志仍需努力”。你或许还记得我上面说过的话：数组就
是数组，指针就是指针，它们是完全不同的两码事！他们之间没有任何关系，只是经常穿
着相似的衣服来迷惑你罢了。下面就来分析分析这个问题：
在第一章的开始，我就强调了定义和声明之间的区别，定义分配的内存，而声明没有。
定义只能出现一次，而声明可以出现多次。这里
extern告诉编译器
a这个名字已经在别的文
件中被定义了，下面的代码使用的名字
a是别的文件定义的。再回顾到前面对于左值和右值
的讨论，我们知道如果编译器需要某个地址（可能还需要加上偏移量）来执行某种操作的
话，它就可以直接通过开锁动作（使用“*”这把钥匙）来读或者写这个地址上的内存，并不
需要先去找到储存这个地址的地方。相反，对于指针而言，必须先去找到储存这个地址的
地方，取出这个地址值然后对这个地址进行开锁（使用“*”这把钥匙）。如下图：
这就是为什么externchara＇＇与externchara＇100＇等价的原因。因为这只是声明，不分配这就是为什么externchara＇＇与externchara＇100＇等价的原因。因为这只是声明，不分配
空间，所以编译器无需知道这个数组有多少个元素。这两个声明都告诉编译器
a是在别的文
件中被定义的一个数组，
a同时代表着数组
a的首元素的首地址，也就是这块内存的起始地
址。数组内地任何元素的的地址都只需要知道这个地址就可以计算出来。
但是，当你声明为
externchar*a时，编译器理所当然的认为
a是一个指针变量，在
32位系
统下，占
4个
byte。这
4个
byte里保存了一个地址，这个地址上存的是字符类型数据。虽
然在文件
1中，编译器知道
a是一个数组，但是在文件
2中，编译器并不知道这点。大多数
编译器是按文件分别编译的，编译器只按照本文件中声明的类型来处理。所以，虽然
a实际
大小为
100个
byte，但是在文件
2中，编译器认为
a只占
4个
byte。
我们说过，编译器会把存在指针变量中的任何数据当作地址来处理。所以，如果需要
访问这些字符类型数据，我们必须先从指针变量
a中取出其保存的地址。如下图：
4。3。3。2，定义为指针，声明为数组
显然，按照上面的分析，我们把文件
1中定义的数组在文件
2中声明为指针会发生错误。
同样的，如果在文件
1中定义为指针，而在文件中声明为数组也会发生错误：
文件
1
char*p
=
“abcdefg”；
文件
2
externcharp＇＇；
在文件
1中，编译器分配
4个
byte空间，并命名为
p。同时
p里保存了字符串常量“abcdefg”
的首字符的首地址。这个字符串常量本身保存在内存的静态区，其内容不可更改。在文件
2
中，编译器认为
p是一个数组，其大小为
4个
byte，数组内保存的是
char类型的数据。在
文件
2中使用
p的过程如下图：
p
0x0000FF00
p
0x000x000x000xFFpcharp＇0＇
p＇1＇p＇2＇p＇3＇
4char0x000x000xFF0x00p＇i＇p
4。3。4，指针和数组的对比
通过上面的分析，相信你已经知道数组与指针的的确确是两码事了。他们之间是不可
以混淆的，但是我们可以“以
XXXX的形式”访问数组的元素或指针指向的内容。以后一
定要确认你的代码在一个地方定义为指针，在别的地方也只能声明为指针；在一个的地方
定义为数组，在别的地方也只能声明为数组。切记不可混淆。下面再用一个表来总结一下
指针和数组的特性：
指针数组
保存数据的地址，任何存入指针变量
p的数
据都会被当作地址来处理。p本身的地址由
编译器另外存储，存储在哪里，我们并不知
保存数据，数组名
a代表的是数组首元素的
首地址而不是数组的首地址。&a才是整个数
组的首地址。a本身的地址由编译器另外存
道。储，存储在哪里，我们并不知道。
间接访问数据，首先取得指针变量
p的内容，
把它作为地址，然后从这个地址提取数据或
向这个地址写入数据。指针可以以指针的形
式访问*（p＋i）；也可以以下标的形式访问
p＇i＇。
但其本质都是先取
p的内容然后加上
i*sizeof（类型）个
byte作为数据的真正地址。
直接访问数据，数组名
a是整个数组的名字，
数组内每个元素并没有名字。只能通过“具
名＋匿名”的方式来访问其某个元素，不能把
数组当一个整体来进行读写操作。数组可以
以指针的形式访问*（a＋i）；也可以以下标的形
式访问
a＇i＇。但其本质都是
a所代表的数组首
元素的首地址加上
i*sizeof（类型）个
byte作为
数据的真正地址。
通常用于动态数据结构通常用于存储固定数目且数据类型相同的元
素。
相关的函数为
malloc和
free。隐式分配和删除
通常指向匿名数据（当然也可指向具名数据）自身即为数组名
4。4，指针数组和数组指针
4。4。1，指针数组和数组指针的内存布局
初学者总是分不出指针数组与数组指针的区别。其实很好理解：
指针数组：首先它是一个数组，数组的元素都是指针，数组占多少个字节由数组本身
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�
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