数组名和指针的深入理解(C++)
2015-09-01 10:16
507 查看
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:
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:
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。
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。
相关文章推荐
- C++不定参数的应用
- 用VS2013在win7下编写的C++程序怎么在XP下运行?
- C++中的const使用小结
- c++运算符重载
- C语言宏定义
- C++的头文件(.h)和实现文件(.cpp)分别写什么
- 在c/c++语言中,为什么c[5] == 5[c]
- libc++abi.dylib: terminate_handler unexpectedly threw an exception 问题解决
- 快速排序算法C++
- 详细对比C语言中的chmod()函数和fchmod()函数
- 理解C++存在继承和组合的对象构造函数调用顺序
- strlen 是C语言的一个库函数计算字符串长度
- c/c++学习的经典网站
- C语言的国际化
- Visual Studio 2015的C++开发新特性(链接)
- C++、PHP和Swoole
- C++控制台应用程序之贪吃蛇(改进版)
- Effective C++ 条款28 避免返回handles指向对象内部成分
- 用C++写COM组件并用C#调用
- Effective C++ 条款27 尽量少做转型操作