c++ - 指向数组第一个元素的指针的地址？

Question

我对指向数组开头的指针在内存中的位置感到困惑。根据我的理解，数组和指针可以使用相同的函数，如 *、& 和 []。因此，如果我创建一个 char 数组，我会理解为:buffer == &buffer[0]。

所以没有括号的数组名就像一个指针，它包含数组第一个条目的地址，对吧？

但是当我试图找出指针的地址(存储 &buffer[0] 的地址)时，它会给我存储在指针(&arrayname[0])中的相同值。怎么可能？虚拟 ram 中的相同地址如何包含地址和 buffer[0] 的值(在下面的代码中等于 'H')？

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

void main() {

  char buffer[] = "Hello";

  printf("Address buffer: %d\n", &buffer);
  printf("Value buffer: %d\n", buffer);
  printf("Address buffer[0]: %d\n", &buffer[0]);
  printf("Value buffer[0]: %c\n", buffer[0]);
  printf("Address buffer[1]: %d\n", &buffer[1]);

  system("pause");
}

所以基本上我对第一个输出感到困惑。应该和第二个不一样吧？非常感谢您的解释...

问候

Answer 1

除非它是 sizeof 或一元 & 运算符的操作数，或者是用于在声明中初始化另一个数组的字符串文字，类型的表达式“T 的 N 元素数组”将被转换(“衰减”)为“指向 T 的指针”类型的表达式，表达式的值将是数组第一个元素的地址。

假设以下代码:

char buffer[] = "Hello";
...
printf( "%s\n", buffer );

在调用 printf 时，表达式 buffer 的类型为“char 的 6 元素数组”；因为它不是 sizeof 或一元 & 运算符的操作数，也不是用于初始化声明中的另一个数组，所以表达式被转换(“衰减”)到类型为“指向char”(char *) 的表达式，表达式的值是数组中第一个元素的地址。

现在，将 printf 调用更改为

printf( "%p", (void *) &buffer );

这一次，buffer是一元&操作符的操作数；不会自动转换为类型“指向 char 的指针”。相反，表达式 &buffer 的类型是“指向 char 的 6 元素数组的指针”，或 char (*)[6]< sup>1(括号很重要)。

两个表达式产生相同的值——数组的地址与数组第一个元素的地址相同——但是类型两种表达方式不同。这很重要； char * 和 char (*)[6] 不可互换。

那么，为什么首先会存在这种时髦的转换魔法呢？

当 Dennis Ritchie 最初设计 C 语言时，他的设计基于一种名为 B 的早期语言(请看图)。当你在 B 中分配一个数组时，像这样:

auto arr[N];

编译器会为数组内容预留 N 个元素，以及一个存储数组第一个元素偏移量的附加单元格(基本上是一个指针值，但没有任何类型语义；B 是一个“无类型” “语言)。这个额外的单元格将绑定(bind)到变量 arr，为您提供如下内容:

          +---+
arr:      |   | --+
          +---+   |
           ...    |
          +---+   |
arr[0]:   |   | <-+
          +---+
arr[1]:   |   |
          +---+
arr[2]:   |   |
          +---+
 ...       ...
          +---+
arr[N-1]: |   |
          +---+

Ritchie 最初保留了这些语义，但是当他开始向 C 中添加结构类型时遇到了问题。他希望结构类型直接对它们的字节进行编码； IOW，给定一个类型

struct {
  int inode;
  char name[14];
};

他想要一个 2 字节的整数，紧接着是一个 14 字节的数组；没有一个好地方可以存放指向数组第一个元素的指针。

所以他摆脱了它；他没有为指向数组第一个元素的指针留出存储空间，而是设计了语言，以便从数组表达式本身计算数组的位置。因此，本文开头的规则。

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<补充>1。 %p 转换说明符需要一个 void * 表达式作为其对应的参数，因此是强制转换。