数组名和数组名取地址的区别

以下代码会打印出什么样的日志呢？

#include <stdio.h>
int a[2] = {1,2};
int main(){
printf("a = %p\n", a); // I
printf("&a = %p\n", &a); // II
printf("a + 1 = %p\n", a + 1);// III
printf("&a + 1 = %p\n", &a + 1);// IV
return 0;
}

本机（linux）结果输出：
a = 0x804a014
&a = 0x804a014
a + 1 = 0x804a018
&a + 1 = 0x804a01c

没错，上面I 和 II打印出来的地址是一样的，IV 要比 III 大4个字节的地址空间。下面是我对这一现象的解释，如有不妥的地方请各位大虾一定给于指出:

首先引用《C和指针》p141中的理论：
在C中，在几乎所有使用数组的表达式中，数组名的值是个指针常量，也就是数组第一个元素的地址。它的类型取决于数组元素的类型：如果它们是int类型，那么数组名的类型就是“指向int的常量指针“。
看到这里我想应该就知道为什么会有I 和 III式的结果了。

对于II 和 IV 则是特殊情况，在《C和指针》p142中说到，在以下两中场合下，数组名并不是用指针常量来表示，就是当数组名作为sizeof操作符和单目操作符&的操作数时。 sizeof返回整个数组的长度，而不是指向数组的指针的长度。取一个数组名的地址所产生的是一个指向数组的指针，而不是一个指向某个指针常量的指针。
所以&a后返回的指针便是指向数组的指针，跟a（一个指向a[0]的指针）在指针的类型上是有区别的。

然后我们用符号表和汇编代码来看看编译器到底是怎样区分&a 和 a, 并将其转换为汇编代码的：

通过 nm a.out 得到符号表如下：

[plain] view plain copy

。。。。。。。// 省略了一些与本主题无关的变量
0804a01c A _edata
0804a024 A _end
080484ec T _fini
08048508 R _fp_hw
080482bc T _init
08048330 T _start
0804a014 D a // a 变量保存在虚拟地址0x0804a014 中
0804a01c b completed.7021
0804a00c W data_start
0804a020 b dtor_idx.7023
080483c0 t frame_dummy
080483e4 T main // main函数的地址
U printf@@GLIBC_2.0

调用gcc -S xx.c得到汇编代码：

[cpp] view plain copy

.file "name_of_array.c"
.globl a
.data
.align 4
.type a, @object
.size a, 8 // 从这里我们便知道sizeof(a) 等于8
a:
.long 1 // 从这里可以看出，编译器直接把 .c文件中的int 转化为long型
.long 2
.section .rodata
.LC0:
.string "a = %p\n"
.LC1:
.string "&a = %p\n"
.LC2:
.string "a + 1 = %p\n"
.LC3:
.string "&a + 1 = %p\n"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
andl $-16, %esp
subl $16, %esp
movl $.LC0, %eax // I 所对应的汇编代码
movl $a, 4(%esp)
movl %eax, (%esp)
call printf
movl $.LC1, %eax // II 所对应的汇编代码
movl $a, 4(%esp)
movl %eax, (%esp)
call printf
movl $.LC2, %eax // III 所对应的汇编代码
movl $a+4, 4(%esp)
movl %eax, (%esp)
call printf
movl $a+8, %edx // IV 所对应的汇编代码
movl $.LC3, %eax
movl %edx, 4(%esp)
movl %eax, (%esp)
call printf
movl $0, %eax
leave
ret
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits

I所对应的汇编代码 movl $a, 4(%esp)
$表示取地址，通过符号表我们知道a对应地址为0x0804a014，所以这段代码将会打印0x0804a014。但是我们明明在代码里写的是printf("a = %p\n", a), （如果a不为数组名而是一般意义的int变量，相应的汇编码应为movl a, 4(%esp) 怎么编译后的汇编代码会是对a取地址呢？本人猜测为编译器自动给a 加了一个取值符，从而翻译为$a。
结论：对于用户没有明确给出&的编码，编译器翻译自动给变量a加上取值符$，其中取a的地址得到的指针类型由数组元素决定。

II 略过

III movl $a+4, 4(%esp)
对a加上取值符得到$a，因为数组元素类型为int，所以指针每次需要移动四个字节的地址空间。所以c代码 a + 1 翻译为汇编 $a + 4

IV movl $a+8, %edx
所对应用户代码为printf("a = %p\n", &a + 1)，根据《C和指针》中的理论，当a前面有&操作符时，编译器将会把a对应符号表中的地址看作指向数组的指针，sizeof（a）为8，
从而&a + 1 将会翻译为$a + 8
结论：对于用户明确给出&的编码，编译器将会把取a的地址得到的指针类型看作指向数组的指针。

总结：编译器通过用户是否给出&，来决定指针变量的类型，进而翻译为相应的汇编码。或者换句话说，&符只是用来表明变量a取地址后得到的值，被看作什么类型的指针，而不是用来表示对a进行取地址操作。

///////////////////////////////////《c专家编程》 P201页提到表达式中的数组名（与声明不同）被编译器当作一个指向该数组第一个元素的指针////////////////////////

 1 #include "stdafx.h"
 2 #include "iostream"
 3 using namespace std;
 4 
 5 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
 6 {
 7     int *p = NULL;
 8     char a[10];
 9     cout<<((int(p+1) - int(p)))<<endl;
10 
11     cout<<((int(&a+1) - int(&a)))<<endl;//等同于下列
12     char (*b)[10];//b代表指向数组的指针，即行指针。
13     b = &a;
14     cout<<((int(b+1) - int(b)))<<endl;
15 
16     cout<<((int(a+1) - int(a)))<<endl;//等同于下列
17     cout<<((int(&a[0]+1) - int(&a[0])))<<endl;
18 
19     return 0;
20 }

打印输出：

posted @ 2015-03-16 18:35 kira2will 阅读(430) 评论(0) 编辑收藏举报

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