数组名和指针的深入理解（C++）

指针是C/C++语言的特色，而数组名与指针有太多的相似，甚至很多时候，数组名可以作为指针使用。于是乎，很多程序设计者就被搞糊涂了。
魔幻数组名
请看程序（本文程序在WIN32平台下编译）：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

　　char str[10];

　　char* pStr = str;

　　cout << "sizeof(str): \t" << sizeof(str) << endl;

　　cout << "sizeof(pStr): \t" << sizeof(pStr) << endl;

　　system("pause");

　　return 0;

}

1、数组名不是指针
我们先来推翻"数组名就是指针"的说法，用反证法。
证明　数组名不是指针
假设：数组名是指针；
则：pStr和str都是指针；
因为：在WIN32平台下，指针长度为4；
所以：sizeof(str)和sizeof(pStr)的输出都应该为4；
实际情况是：

所以：假设不成立，数组名不是指针
2、数组名神似指针
上面我们已经证明了数组名的确不是指针，但是我们再看看程序的这一：char* pStr = str;。该行程序将数组名直接赋值给指针，这显得数组名又的确是个指针！
我们还可以发现数组名显得像指针的例子：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
int main()
{
    char str1[10] = "I love U.";
    char str2[10];
    
    strcpy(str2, str1);
    
    cout << "string array 1: " << str1 << endl;
    cout << "string array 2: " << str2 << endl;
 
    system("pause");
    return 0;
}

标准C库函数strcpy的函数原形中能接纳的两个参数都为char型指针，而我们在调用中传给它的却是两个数组名！

函数输出：

数组名再一次显得像指针！
既然数组名不是指针，而为什么到处都把数组名当指针用？

揭密数组名
现在到揭露数组名本质的时候了，先给出三个结论：
(1)数组名的内涵在于其指代实体是一种数据结构，这种数据结构就是数组；
(2)数组名的外延在于其可以转换为指向其指代实体的指针，而且是一个指针常量；
(3)指向数组的指针则是另外一种变量类型（在WIN32平台下，长度为4），仅仅意味着数组的存放地址！
1、数组名指代一种数据结构：数组
现在可以解释为什么第1个程序的这一行：sizeof(str)；的输出为10的问题，根据结论1，数组名str的内涵为一种数据结构，即一个长度为10的char型数组，所以sizeof(str)的结果为这个数据结构占据的内存大小：10字节。
再看：

1.int intArray[10];
2. cout << sizeof(intArray) ;

第2行的输出结果为40（整型数组占据的内存空间大小）。
如果C/C++程序可以这样写：

1. int[10] intArray;
2. cout << sizeof(intArray) ;

我们就都明白了，intArray定义为int[10]这种数据结构的一个实例，可惜啊，C/C++目前并不支持这种定义方式。
2、数组名可作为指针常量
根据结论2，数组名可以转换为指向其指代实体的指针，所以程序1中的第5行数组名直接赋值给指针，程序2第7行直接将数组名作为指针形参都可成立。
下面的程序成立吗？

1. int intArray[10];
2. intArray++;

读者可以编译之，发现编译出错。原因在于，虽然数组名可以转换为指向其指代实体的指针，但是它只能被看作一个指针常量，不能被修改。
而指针，不管是指向结构体、数组还是基本数据类型的指针，都不包含原始数据结构的内涵，在WIN32平台下，sizeof操作的结果都是4。
顺便纠正一下许多程序员的另一个误解。许多程序员以为sizeof是一个函数，而实际上，它是一个操作符，不过其使用方式看起来的确太像一个函数了。语句 sizeof(int)就可以说明sizeof的确不是一个函数，因为函数接纳形参（一个变量），世界上没有一个C/C++函数接纳一个数据类型（如 int）为"形参"。
3、数组名可能失去其数据结构内涵
到这里似乎数组名魔幻问题已经宣告圆满解决，但是平静的湖面上却再次掀起波浪。请看下面一段程序：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
void arrayTest(char str[])
{
     cout << "sizeof(str):" << sizeof(str) << endl;
}
int main()
{
    char str1[10] = "I love U.";
    arrayTest(str1);
    
    system("pause");
    return 0;
}

程序的输出结果为：

一个可怕的数字，前面已经提到其为指针的长度!

结论1指出，数组名内涵为数组这种数据结构，在arrayTest函数体内，str1是数组名，那为什么sizeof的结果却是指针的长度？这是因为：

(1)数组名作为函数形参时，在函数体内，其失去了本身的内涵，仅仅只是一个指针；

(2)很遗憾，在失去其内涵的同时，它还失去了其常量特性，可以作自增、自减等操作，可以被修改。

所以，数组名作为函数形参时，其全面沦落为一个普通指针！它的贵族身份被剥夺，成了一个地地道道的只拥有4个字节的平民。

以上就是结论4。

posted @ 2015-09-01 10:16 fenghuan 阅读(6545) 评论(3) 编辑收藏举报

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数组名和指针的深入理解（C++）

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