詳細介紹C/C++數(shù)組名與指針區(qū)別
指針是C/C++語言的特色,而數(shù)組名與指針有太多的相似,甚至很多時候,數(shù)組名可以作為指針使用。于是乎,很多程序設計者就被搞糊涂了。而許多的大學老師,他們在C語言的教學過程中也錯誤得給學生講解:"數(shù)組名就是指針"。很幸運,我的大學老師就是其中之一。時至今日,我日復一日地進行著C/C++項目的開發(fā),而身邊還一直充滿這樣的程序員,他們保留著"數(shù)組名就是指針"的誤解。
想必這種誤解的根源在于國內(nèi)某著名的C程序設計教程。如果這篇文章能夠糾正許多中國程序員對數(shù)組名和指針的誤解,筆者就不甚欣慰了。借此文,筆者站在無數(shù)對知識如饑似渴的中國程序員之中,深深寄希望于國內(nèi)的計算機圖書編寫者們,能以"深入探索"的思維方式和精益求精的認真態(tài)度來對待圖書編寫工作,但愿市面上多一些融入作者思考結晶的心血之作!
魔幻數(shù)組名
請看程序(本文程序在WIN32平臺下編譯):
- #include <iostream.h>
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- char str[10];
- char *pStr = str;
- cout << sizeof(str) << endl;
- cout << sizeof(pStr) << endl;
- return 0;
- }
1、數(shù)組名不是指針
我們先來推翻"數(shù)組名就是指針"的說法,用反證法。
證明 數(shù)組名不是指針
假設:數(shù)組名是指針;
則:pStr和str都是指針;
因為:在WIN32平臺下,指針長度為4;
所以:第6行和第7行的輸出都應該為4;
實際情況是:第6行輸出10,第7行輸出4;
所以:假設不成立,數(shù)組名不是指針
2、數(shù)組名神似指針
上面我們已經(jīng)證明了數(shù)組名的確不是指針,但是我們再看看程序的第5行。該行程序將數(shù)組名直接賦值給指針,這顯得數(shù)組名又的確是個指針!
我們還可以發(fā)現(xiàn)數(shù)組名顯得像指針的例子:
- #include <string.h>
- #include <iostream.h>
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- char str1[10] = "I Love U";
- char str2[10];
- strcpy(str2,str1);
- cout << "string array 1: " << str1 << endl;
- cout << "string array 2: " << str2 << endl;
- return 0;
- }
標準C庫函數(shù)strcpy的函數(shù)原形中能接納的兩個參數(shù)都為char型指針,而我們在調用中傳給它的卻是兩個數(shù)組名!函數(shù)輸出:
- string array 1: I Love U
- string array 2: I Love U
數(shù)組名再一次顯得像指針!
既然數(shù)組名不是指針,而為什么到處都把數(shù)組名當指針用?于是乎,許多程序員得出這樣的結論:數(shù)組名(主)是(謂)不是指針的指針(賓)。
整個一魔鬼。
揭密數(shù)組名
現(xiàn)在到揭露數(shù)組名本質的時候了,先給出三個結論:
(1)數(shù)組名的內(nèi)涵在于其指代實體是一種數(shù)據(jù)結構,這種數(shù)據(jù)結構就是數(shù)組;
(2)數(shù)組名的外延在于其可以轉換為指向其指代實體的指針,而且是一個指針常量;
(3)指向數(shù)組的指針則是另外一種變量類型(在WIN32平臺下,長度為4),僅僅意味著數(shù)組的存放地址!
1、數(shù)組名指代一種數(shù)據(jù)結構:數(shù)組
現(xiàn)在可以解釋為什么第1個程序第6行的輸出為10的問題,根據(jù)結論1,數(shù)組名str的內(nèi)涵為一種數(shù)據(jù)結構,即一個長度為10的char型數(shù)組,所以sizeof(str)的結果為這個數(shù)據(jù)結構占據(jù)的內(nèi)存大?。?0字節(jié)。
再看:
- int intArray[10];
- cout << sizeof(intArray) ;
第2行的輸出結果為40(整型數(shù)組占據(jù)的內(nèi)存空間大?。?/p>
如果C/C++程序可以這樣寫:
- int[10] intArray;
- cout << sizeof(intArray) ;
我們就都明白了,intArray定義為int[10]這種數(shù)據(jù)結構的一個實例,可惜啊,C/C++目前并不支持這種定義方式。
2、數(shù)組名可作為指針常量
根據(jù)結論2,數(shù)組名可以轉換為指向其指代實體的指針,所以程序1中的第5行數(shù)組名直接賦值給指針,程序2第7行直接將數(shù)組名作為指針形參都可成立。
下面的程序成立嗎?
- int intArray[10];
- intArray++;
讀者可以編譯之,發(fā)現(xiàn)編譯出錯。原因在于,雖然數(shù)組名可以轉換為指向其指代實體的指針,但是它只能被看作一個指針常量,不能被修改。
而指針,不管是指向結構體、數(shù)組還是基本數(shù)據(jù)類型的指針,都不包含原始數(shù)據(jù)結構的內(nèi)涵,在WIN32平臺下,sizeof操作的結果都是4。
順便糾正一下許多程序員的另一個誤解。許多程序員以為sizeof是一個函數(shù),而實際上,它是一個操作符,不過其使用方式看起來的確太像一個函數(shù)了。語句sizeof(int)就可以說明sizeof的確不是一個函數(shù),因為函數(shù)接納形參(一個變量),世界上沒有一個C/C++函數(shù)接納一個數(shù)據(jù)類型(如int)為"形參"。
3、數(shù)據(jù)名可能失去其數(shù)據(jù)結構內(nèi)涵
到這里似乎數(shù)組名魔幻問題已經(jīng)宣告圓滿解決,但是平靜的湖面上卻再次掀起波浪。請看下面一段程序:
- #include <iostream.h>
- void arrayTest(char str[])
- {
- cout << sizeof(str) << endl;
- }
- int main(int argc, char* argv[])
- {
- char str1[10] = "I Love U";
- arrayTest(str1);
- return 0;
- }
程序的輸出結果為4。不可能吧?
一個可怕的數(shù)字,前面已經(jīng)提到其為指針的長度!
結論1指出,數(shù)據(jù)名內(nèi)涵為數(shù)組這種數(shù)據(jù)結構,在arrayTest函數(shù)體內(nèi),str是數(shù)組名,那為什么sizeof的結果卻是指針的長度?這是因為:
(1)數(shù)組名作為函數(shù)形參時,在函數(shù)體內(nèi),其失去了本身的內(nèi)涵,僅僅只是一個指針;
(2)很遺憾,在失去其內(nèi)涵的同時,它還失去了其常量特性,可以作自增、自減等操作,可以被修改。
所以,數(shù)據(jù)名作為函數(shù)形參時,其全面淪落為一個普通指針!它的貴族身份被剝奪,成了一個地地道道的只擁有4個字節(jié)的平民。
以上就是結論4。
結束語
***,筆者再次表達深深的希望,愿我和我的同道中人能夠真正以謹慎的研究態(tài)度來認真思考開發(fā)中的問題,這樣才能在我們中間產(chǎn)生大師級的程序員,***的開發(fā)書籍。每次拿著美國鬼子的開發(fā)書籍,我們不免發(fā)出這樣的感慨:我們落后太遠了。