关于“数组名”和“数组名取地址”的区别

转载自/article/8847839.html

以下代码会打印出什么样的日志呢？

[cpp] view
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#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
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。。。。。。。// 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
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.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。