这些年C语言中被误解的数组和指针

xiaotubie

误解1：指针就是地址。
指针是一种数据类型，包含了指向对象的数据类型和地址，单一个地址是无法知道该地址空间上存的是什么东西，到底是int类型数据还是其他类型。
通过间接访问运算符*，也不知道怎么访问该内容，是提取1个字节当做char类型数据，还是说提取4个字节当做int类型数据。
ISO的C标准中这样定义的：A pointer type is a complete object type.


误解2：&a 是一个地址
int a=1;
int *p=&a;
很多人都会说这里通过&a获取到对象a的地址，然后赋值给指针变量p，乍看也没什么问题。但是其实&a就是一个指针，这里是将指向a的指针赋值给int*类型的指针变量p。
如果你这样写int p=&a; 编译器提示无法将int* 类型初始化给int类型实体，&a本身就是一个int*类型指针，不是因为赋值给int* p以后才变为指针。
ISO的C标准中定义：The unary & operator yields the address of its operand. If the operand has type "type", the result has
type "pointer to type".
C++ Primer中是这样说的：通过&地址运算符，获得指向对象的指针
Milo Yip (叶劲峰） C++Primer中文版的审校者，也明确解释了&a是地址这种说法是错误的。
当然如果理解了指针是怎么回事，怎么叫也无所谓，就怕很多初学者误解.


误解3：数组名是地址、数组名是指针
int  a[2]={7,8};
申明并初始化一个数组a,   数组名a是该数组对象的标识符。就像我们如果定义int b=1;  那么b就是这个int类型对象1的标识符。给这个1对象取了一个名字b，代表这个对象，这块空间。
为什么数组名a会被很多人误认为地址或者指针呢?  因为当数组名表达式，通常都会转换为数组首元素的指针。
int n=a[0];  这个时候a就会转换成首元素指针。当然也有不转换的时候，譬如用于sizeof和&，这个时候数组名a因为没发生转换，代表的原来的意思：数组对象。
所以sizeof输出a数组的大小，&a则是指向数组a的指针。


误解4：数组名不是左值
很多人认为左值应该就是可以修改的，而数组名是无法重新赋值的，所以肯定不是一个左值。
ISO的C标准中这样定义的左值：An lvalue is an expression (with an object type other than void) that potentially designates an
object;68) if an lvalue does not designate an object when it is evaluated, the behavior is undefined.
When an object is said to have a particular type, the type is specified by the lvalue used to designate
the object. A modifiable lvalue is an lvalue that does not have array type, does not have an incomplete
type
大概就是左值是标识为对象的表达式，数组属于不可修改的左值，也就是左值其实分了可修改左值和不可修改左值。当然因为是一个不可修改左值，自然无法用于赋值=  ++   --等运算。
在C标准的一行小字中解释了左值的由来：左值的最初来源赋值表达式，因为在左边所以就叫左值了，是可以修改的。
用于&和sizeof的时候数组名是作为左值表达式，返回的结果不是左值。


误解5:二维数组名是二级指针，或者指针的指针。
这个被误解的也很多，首先数组名是一个数组对象的标识，在表达式中通常会转换为指向首元素的指针。
二级指针，顾名思义，一个指针指向的对象还是一个指针。而二维数组名转换成指针后，指向的是一个子数组，所以根本不会是二级指针，是一个一级指针。
int a[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
int  **ptr=a;
编译器提示 int (*)[3] 类型的值不能用于初始化 int ** 类型的实体。这里a解释为指向数组的指针
那为什么int n=**a; 可以这样写呢？这后面那个看着确实像二级指针的使用方式。原因还是那个： 数组对象在表达式中通常会被转换为指向首元素的指针。
1、a作为表达式首先解释为指向首个子数组{1,2,3}的指针。
2、*a  通过间接访问运算符，结果返回的是数组{1,2,3}，并不是指针。如果不参与其他运算，此刻*a就到此为止，只是一个数组。
3、*a这个数组对象，又参与到第2个*中运算。*a数组{1,2,3}，这个时候先被转换为指向首元1的指针
4、转换好的指向首元素1的指针进行*运算，返回元素1。
总结：a就是一个数组标识符，只是在表达中中常常会转换成首元素指针

误解6：[ ]下标运算符是用于数组的。
根据C 标准的定义：One of the expressions shall have type "pointer to complete object type", the other expression shall
have integer type, and the result has type "type".
意思[ ]运算符用于两个操作数，其中一个操作数为指针，另一个操作数为int类型。
int a[3]={1,2,3};
int n=a[1];   被转换为  int n=*(a+1)使用，[ ]只不过是后面这种方式的语法糖而已，a[1],  这里的a被转换为了指针。
因为[]下标运算符，跟操作数顺序无关，所以也可以写int n=1[a]; 因为只要保证另一个操作数int类型，所以也可以写int n=a[-1]; int n=(-1)[a];
教科书上只会说a[1]也可以写成1[a]，但是不会告诉为什么，因为a[1]它就是*(a+1)  ,至于1在前面、后面当然没关系了
至少从语法上来说没有问题。
int *p=(int*)malloc(sizeof(int)*3);
p[1]=2;
*(p+1)=2;
两种写法没差别，虽然一般称呼[]为数组下标运算符，其实是用于指针的运算符。

结尾：有些人，喜欢用汇编去解释c语言中概念，然后说XX不是就是啥吗！首先这是两种不同语言，汇编是机器语言的助记符，编译器生成汇编的时候会进行各种优化，可能优化的完全不像原来的样子。
C语言本来就是自治的,  解释语言的概念要通过语言规范标准，编译器也是依据规范标，在此基础上进行合理的去实现，不同编译器可能实现方式也会不一样，产生的汇编代码也有不同。
如果都用汇编去解释，那么所有高级语言中的概念都没有了，没有重载，没有多态，没有虚函数。当然学编程语言，看看背后生成的汇编代码也很有必要，加深理解，也可以让我们写出更好的代码.

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