高质量程序设计指南c++/c语言(28)--指针vs数组名
1、转载：http://wenku.baidu.com/view/efd95e73a417866fb84a8eff.html
数组是指针的基础，多数人就是从数组的学习开始指针的旅程的。
下面我节选一些在各种论坛和文章里经常见到的关于数组的文字：
“一维数组是一级指针”
“二维数组是二级指针”
“数组名可以作为指针使用”
“数组名就是..........的常量指针”
“数组名就是..........的指针常量”
..................................
这些文字看起来非常熟悉吧？类似的文字还有许多，或许你就是经常说这些话的人呢。不过非常遗憾，这些文字都是错误的，实际上数组名永远都不会是指针！这个结论也许会让你震惊，但它的确是事实。数组名、指针、地址这几个概念虽然是基础中的基础，但它们恰恰是被混淆和滥用得最多的概念，把数组名说成指针，是一个概念性的错误，实质是混淆了指针与地址两个概念的本质。俗话说得好：浅水淹死人。因此，在讨论数组之前，有必要先回过头来澄清一下什么是指针，什么是地址，什么是数组名。
指针是C语言具有低级语言特征的最直接的证据。在汇编语言里面，指针的概念随处可见。比如SP，SP寄存器又叫堆栈指针，它的值是地址，由于SP保存的是地址，并且SP的值是不断变化的，因此可以看作一个变量，而且是一个地址变量。地址也是C语言指针的值，C语言的指针跟SP这样的寄存器虽然不完全一样，但原理却是相通的。C语言的指针也是一种地址变量，C89明确规定，指针是一个保存对象地址的变量。这里要注意的是，指针跟地址概念的不同，指针是一种地址变量，通常也叫指针变量，统称指针。而地址则是地址变量的值。
看到这里，也许你会觉得，这么简单的东西还用你来说吗？的确，对于p与&p来说，99%的人都能在0.1秒内脱口而出谁是指针，谁是地址，但是，又有多少人在使用指针的过程中能够始终如一毫不动摇地遵循这两个概念呢？不少人使用指针的时候就会自觉或不自觉地把指针和地址两个概念混淆得一塌糊涂了，数组名的滥用就是一个活生生的例子。这一点甚至连一些经典著作也没能避免。更多的是在国内大多数教材中根本就没有提到他们的区别。
实际上，地址这个东西，本来就是一种基本数据类型，本应该在介绍整数、浮点、字符等基本类型的时候把地址显式地放在一起讨论，这样在后面介绍指针与数组的时候就能避免许多误解。可惜不少教材或者根本没有谈及，或者就算提起这个类型也用了指针类型这个字眼。这就错了，指针不是类型，真正的类型是地址，指针只是存储地址这种数据类型的变量！打个比方，对于
int i=10；
10是整数，而i是存储整数的变量，指针就好比这个i，地址就好比那个10。指针能够进行加减法，原因并不是因为它是指针，加减法则不是属于指针这种变量的，而是地址这种数据类型的本能，正是因为地址具有加减的能力，所以才使指针作为存放地址的变量能够进行加减运算。这跟整数变量因为整数能够进行加减乘除因而它也能进行加减乘除一个道理。
例如
int i=10；
int *p=&i；
p++；
就是将指针的值改变成存储i 的地址的下一个地址。
那么数组名又应该如何理解呢？用来存放数组的区域是一块在栈中静态分配的内存(非static)，而数组名是这块内存的代表，它被定义为这块内存的首地址。这就说明了数组名是一个地址，而且，还是一个不可修改的常量，完整地说，就是一个地址常量。数组名跟枚举常量类似，都属于符号常量。数组名这个符号，就代表了那块内存的首地址。注意了！不是数组名这个符号的值是那块内存的首地址，而是数组名这个符号本身就代表了首地址这个地址值，它就是这个地址，这就是数组名属于符号常量的意义所在。由于数组名是一种符号常量，因此它是一个右值，而指针，作为变量，却是一个左值，一个右值永远都不会是左值，那么，数组名永远都不会是指针！不管什么话，只要说数组名是一个指针的，都是错误的！就象把刚才int i=10例子中的10说成是整数变量一样，在最基本的立足点上就已经完错了。
总之要牢牢记住，数组名是一个地址，一个符号地址常量，不是一个变量，更不是一个作为变量的指针！
在数组名并非指针这个问题上，通常会产生两种疑问：
1。作为形参的数组，不是会被转换为指针吗？
2。如果形参是一个指针，数组名可以作为实参传递给那个指针，难道不是说明了数组名是一个指针吗？
首先，C语言之所以把作为形参的数组看作指针，并非因为数组名可以转换为指针，而是因为当初ANSI委员会制定标准的时候，从C程序的执行效率出发，不主张参数传递时复制整个数组，而是传递数组的首地址，由被调函数根据这个首地址处理数组中的内容。那么谁能承担这种“转换”呢？这个主体必须具有地址数据类型，同时应该是一个变量，满足这两个条件的，非指针莫属了。要注意的是，这种“转换”只是一种逻辑看法上的转换，实际当中并没有发生这个过程，没有任何数组实体被转换为指针实体。另一方面，大家不要被“转换”这个字眼给蒙蔽了，转换并不意味着相同，实际上，正是因为不相同才会有转换，相同的话还转来干吗？这好比现在社会上有不少人“变性”，一个男人可以“转换”为一个女人，那是不是应该认为男人跟女人是相同的？这不是笑话么。
第二，函数参数传递的过程，本质上是一种赋值过程。C89对函数调用是这样规定的：函数调用由一个后缀表达式（称为函数标志符,function designator）后跟由圆括号括起来的赋值表达式列表组成，在调用函数之前，函数的每个实际参数将被复制，所有的实际参数严格地按值传递。因此，形参实际上所期望得到的东西，并不是实参本身，而是实参的值或者实参所代表的值！举个例来说，对于一个函数声明：
void fun(int i);
我们可以用一个整数变量int n作实参来调用fun，就是fun(n)；当然，也正如大家所熟悉的那样，可以用一个整数常量例如10来做实参，就是fun(10)；那么，按照第二个疑问的看法，由于形参是一个整数变量，而10可以作为实参传递给i，岂不就说明10是一个整数变量吗？这显然是谬误。实际上，对于形参i来说，用来声明i的类型说明符int，所起的作用是用来说明需要传递给i一个整数，并非要求实参也是一个整数变量，i真正所期望的，只是一个整数，仅此而已，至于实参是什么，跟i没有任何关系，它才不管呢，只要能正确给i传递一个整数就OK了。当形参是指针的时候，所发生的事情跟这个是相同的。指针形参并没有要求实参也是一个指针，它需要的是一个地址，谁能给予它一个地址？显然指针、地址常量和符号地址常量都能满足这个要求，而数组名作为符号地址常量正是指针形参所需要的地址，这个过程就跟把一个整数赋值给一个整数变量一样简单！
2、转载：http://soft.yesky.com/242/2082242.shtml
想必这种误解的根源在于国内某著名的C程序设计教程。如果这篇文章能够纠正许多中国程序员对数组名和指针的误解，笔者就不甚欣慰了。借此文，笔者站在无数对知识如饥似渴的中国程序员之中，深深寄希望于国内的计算机图书编写者们，能以"深入探索"的思维方式和精益求精的认真态度来对待图书编写工作，但愿市面上多一些融入作者思考结晶的心血之作！
魔幻数组名
请看程序（本文程序在WIN32平台下编译）：
| 1. #include <iostream.h> 2. int main(int argc, char* argv[]) 3. { 4. char str[10]; 5. char *pStr = str; 6. cout << sizeof(str) << endl; 7. cout << sizeof(pStr) << endl; 8. return 0; 9. } |
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：第6行和第7行的输出都应该为4；
实际情况是：第6行输出10，第7行输出4；
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第5行。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：
| 1. #include <string.h> 2. #include <iostream.h> 3. int main(int argc, char* argv[]) 4. { 5. char str1[10] = "I Love U"; 6. char str2[10]; 7. strcpy(str2,str1); 8. cout << "string array 1: " << str1 << endl; 9. cout << "string array 2: " << str2 << endl; 10. return 0; 11. } |
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：
| string array 1: I Love U string array 2: I Love U |
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？于是乎，许多程序员得出这样的结论：数组名（主）是（谓）不是指针的指针（宾）。
整个一魔鬼。
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个程序第6行的输出为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、数据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：
| 1. #include <iostream.h> 2. void arrayTest(char str[]) 3. { 4. cout << sizeof(str) << endl; 5. } 6. int main(int argc, char* argv[]) 7. { 8. char str1[10] = "I Love U"; 9. arrayTest(str1); 10. return 0; 11. } |
程序的输出结果为4。不可能吧？
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，数据名内涵为数组这种数据结构，在arrayTest函数体内，str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，数据名作为函数形参时，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。
结束语
最后，笔者再次表达深深的希望，愿我和我的同道中人能够真正以谨慎的研究态度来认真思考开发中的问题，这样才能在我们中间产生大师级的程序员，顶级的开发书籍。每次拿着美国鬼子的开发书籍，我们不免发出这样的感慨：我们落后太远了。
