关于数组与指针

Posted 2021-11-26 lector

　　今天写代码的时候遇到一个大坑，顺便把以前的东西捋一捋。

　　在C/C++、Unix最早设计的语言哲学里，变量就对应内存空间。一个内存空间有两部分信息，手里的内容和脚下的地址，于是有了间接寻址，有了链式数据结构，有了计算机。

　　而对于一个数组而言，它由两部分构成，数组的数据部分和控制部分，控制部分包括记录数组的首地址，长度，数据步长等。

　　之前一直把数据当成一个头节点，里面存的是数据地址，这样理解非常方便，比如传参时，参数为数组其实就是指这个头节点，内容是数据地址，相当于参数变量a，传的是a的内容，即右值。问题就在这，因为这个头节点的内存空间并不在用户的使用空间中，它是编译器编译生成，肯定放在不同权限的地方，用户无法操作，以免发生一些混乱的情况。所以不能对其取地址运算&，而如果对一个数组作&，和没写&直接写变量是一样的，都表示首地址，都只能显示头节点本身的内容而无法取真实地址。

　　于是我想为什么不一开始就设计成用户态的一个头节点呢？可能是为了节省空间，防止碎片产生，因为不是所有数组都要间接操作，节约了开销。如果用户想用就自己定义一个*指针，指向数据自己操作。 

　　二维数组时，实际的数据又多了一层，一个头结点，指向一个N个结点的数组，每个数组里的指针再指向真实数组。同样这个头结点的内容是第一波索引的地址，作参数时加上&和没加一样，只表示索引数组的地址，有时遇到一个参数为char **的调用，想当然的对字符串char [] 做 &，结果报错，根本原因就是&并不真正的&，真正的&权限不允许。所以想真正做成&作参数，只能自己定义一个**再指向，然后把定义的指针传进去。

　　题外话，二维数组每一级的数组步长都不同，步长是当前指向的内容的步长。比如二维数组里头结点指向地址数组，++的步长就是4字节地址的长度，指针数组里的指针作++，步长就是其指向最终内容的步长，如果是int就是4，等等，所以不论几维数组，都一一层层叠起来的，每级指针都只对当前级的信息有了解，只管理当前级，社会学里层级关系也是这样，所以要明确当前指针是在哪一级上。