C之数组（二十五）

Posted 2020-10-31

        在 C 语言中，我们不可避免的要接触到数组。我们就来看看数组是什么玩意，其实数组就是相同类型的变量的有序集合。下面这张图更加形象的表示出数组的含义

        数组在一片连续的内存空间中存储元素，数组元素的个数是可以显示或隐式指定的。比如： int a[5] = {1, 2}； int b[] = {1, 2}；那么问题来了，数组 a 中其余没指定的三个数是多少呢？数组 b 到底包含了多少个元素呢？我们下来做个实验看看是怎样的，代码如下

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = {1, 2};
    int b[] = {1, 2};
    
    printf("a[2] = %d\n", a[2]);
    printf("a[3] = %d\n", a[3]);
    printf("a[4] = %d\n", a[4]);
    
    printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));
    printf("count for a: %d\n", sizeof(a)/sizeof(int));
    printf("count for b: %d\n", sizeof(b)/sizeof(int));
    
    return 0;
}

        编译后结果如下

        那么我们看到编译器默认指定数组后面没指明的元素全都为0，而隐式指定的数组的大小就是它们所包含的元素的个数。

        那么接下来我们来看看数组地址与数组名的关系。数组名代表数组首元素的地址，数组的地址需要用取地址符 & 才能得到；数组首元素的地址与数组的地址值相同，但是数组首元素的地址与数组的地址是两个不同的概念。我们来做个实验，可以更加清晰的理解这段所说的概念，代码如下

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = { 0 };

    printf("a = %p\n", a);
    printf("&a = %p\n", &a);
    printf("&a[0] = %p\n", &a[0]);
    
    return 0;
}

        编译结果如下

        我们看到三个地址相同。数组名代表首元素的首地址，在这块，第一个和第三个就是相同的意义。但是第二个和他们所代表的意义不相同。举个例子来说，举行人大时，每个人代表他们各自的省份，在这时他一个人就可以代表他们的省份的意见。但你能说他和他的省份是一个概念嘛，显然是不一样的，只是在特定环境下仅仅相同罢了。

        接下来我们介绍个有趣的，数组名其实可以看做一个常量指针。数组名“指向”的是内存中数组首元素的起始位置，但数组名不包含数组的长度信息；在表达式中数组名只能作为右值使用，只有在以下两种场合中数组名不能看做是常量指针：a> 数组名作为 sizeof 操作符的参数；b> 数组名作为 & 运算符的参数。下来我们再做个示例代码分析下，代码如下

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = {0};
    int b[2];
    int* p = NULL;
    
    p = a;
    
    printf("a = %p\n", a);
    printf("p = %p\n", p);
    printf("&p = %p\n", &p);
    printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(p) = %d\n", sizeof(p));
   
    printf("\n");

    p = b;
    
    printf("b = %p\n", b);
    printf("p = %p\n", p);
    printf("&p = %p\n", &p);
    printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));
    printf("sizeof(p) = %d\n", sizeof(p));
    
    b = a;
  
    return 0;
}

        我们在第9行将数组名 a 赋值给指针 p，这是没错的，因为数组名可以看做是数组首元素的首地址。我们接着通过打印 a 和 p 的地址应该是相同的，但是指针也是变量，它自身也有地址，所以第13行打印出来的应该和前两个地址不相同。接下来打印数组 a 的大小应该是20，指针 p 的大小应该是 4。显示指定的数组 a 和 隐式指定的数组 b 的情况应该是相同的。但第27行是两个数组名进行赋值操作，这肯定会出错。从另一个角度看，我们前面说了数组名可以看做是一个常量指针，那么我们将常量指针赋值给另一个常量指针肯定会出错啊。接下来我们看看编译结果

        编译报错，我们注释掉第27行，再次编译

        我们看到结果和我们分析的是一致的。通过对数组的学习，总结如下：1、数组是一片连续的内存空间；2、数组的地址和数组首元素的地址意义不同；3、数组名在大多数情况下被当成常量指针处理，单数数组名并不是指针，不能将其等同于指针。

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