探討C++中數組名與指針的用法比較分析

2020-01-26 16:04:12

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供稿：網友

指針是C/C++語言的特色，而數組名與指針有太多的相似，甚至很多時候，數組名可以作為指針使用。但是數組名有些地方又不同于指針。這里將數組名與指針用法的不同做一下總結(有些資料來自互聯網），不妥之處，還望指正！（本文程序在WIN32平臺下編譯）：

1、數組名和指向那個數組的指針，地址相同，但大小不同
用例子來說明：

復制代碼代碼如下:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 int arr[10]={1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};
 int* p=arr;
 cout<<arr<<endl;
 cout<<p<<endl;
 cout<<sizeof(arr)<<endl;//結果為40
 cout<<sizeof(p)<<endl;//結果為4
 return 0;
}

arr為數組名，p為指針。第10、11行輸出的值一樣，也就是說arr和p都是數組的首地址。第12、13行的結果不一樣，arr的大小是整個數組的大小，而p的大小是指針的大小。

2、數組名可以作為指針常量，不能自增(++)、自減(--)、不可以被修改。
上面我們已經證明了數組名的確不是指針，但是我們再看看程序的第9行。該行程序將數組名直接賦值給指針，這顯得數組名又的確是個指針！我們還可以發現數組名顯得像指針的例子：

復制代碼代碼如下:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
 char str1[10] = "I Love U";
 char str2[10];
 char *p = "I Love U";
 strcpy(str2,str1);
 cout << "string array 1: " << str1 << endl;
 cout << "string array 2: " << str2 << endl;
 cout << strlen(str1) << " " << strlen(str2) << " " << strlen(p) << endl;
 return 0;
}

程序輸出：
string array 1: I Love U
string array 2: I Love U
8 8 8
標準C庫函數strcpy的函數原形中能接納的兩個參數都為char型指針，而我們在調用中傳給它的卻是兩個數組名！標準C庫函數strlen()返回的是從參數指向的開始地址到第一個'/0'字符的長度。在這些程序中數組名扮演著指針的角色。這點上數組名表現出與指針相似的性質！
但是下面的代碼成立嗎？
int intArray[10];
intArray++;
讀者可以編譯之，發現編譯出錯。原因在于，雖然數組名可以轉換為指向其指代實體的指針，但是它只能被看作一個指針常量，不能被修改。而指針，不管是指向結構體、數組還是基本數據類型的指針，都不包含原始數據結構的內涵，在WIN32平臺下，sizeof操作的結果都是4。順便糾正一下許多程序員的另一個誤解。許多程序員以為sizeof是一個函數，而實際上，它是一個操作符，不過其使用方式看起來的確太像一個函數了。語句sizeof(int)就可以說明sizeof的確不是一個函數，因為函數接納形參（一個變量），世界上沒有一個C/C++函數接納一個數據類型（如int）為"形參"。指向數組的指針則是另外一種變量類型（在WIN32平臺下，長度為4），僅僅意味著數組的存放地址

3、數組名指代一種數據結構：數組
int intArray[10];
cout << sizeof(intArray) ;
第2行的輸出結果為40（整型數組占據的內存空間大小）。
如果C/C++程序可以這樣寫：
int[10] intArray;
cout << sizeof(intArray) ;
我們就都明白了，intArray定義為int[10]這種數據結構的一個實例，可惜啊，C/C++目前并不支持這種定義方式。

4、數據名在作為函數的參數時將失去其數據結構內涵
到這里似乎數組名魔幻問題已經宣告圓滿解決，但是平靜的湖面上卻再次掀起波浪。請看下面一段程序：

復制代碼代碼如下:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
 void arrayTest(char str[])
 {
 　cout << sizeof(str) << endl;
 }
 int main(int argc, char* argv[])
 {
 　char str1[10] = "I Love U";
 　arrayTest(str1);
　 return 0;
 }

程序的輸出結果為4。不可能吧？
一個可怕的數字，前面已經提到其為指針的長度!
結論1指出，數據名內涵為數組這種數據結構，在arrayTest函數體內，str是數組名，那為什么sizeof的結果卻是指針的長度？這是因為：
(1)數組名作為函數形參時，在函數體內，其失去了本身的內涵，僅僅只是一個指針；
(2)很遺憾，在失去其內涵的同時，它還失去了其常量特性，可以作自增、自減等操作，可以被修改。
所以，數據名作為函數形參時，其全面淪落為一個普通指針！它的貴族身份被剝奪，成了一個地地道道的只擁有4個字節的平民。

5、關于數組名a和&a的區別
讀下面一個小程序，寫出程序的輸出結果：

復制代碼代碼如下:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
 int a[5] = {1,2,3,4,5};
 int *p1 = a + 1;
 int *p2 = (int *)(&a+1)-1; 
 cout << *a << " " << *p1 << " " << *p2 << endl;
}

輸出結果為：1 2 5
解釋：數組名代表數組的首地址，*a即為數組中第一個元素的值1； p1為首地址加1，指向第二個元素，輸出2；而*p2 = (int *)(&a+1)-1; a代表數組的首地址，而&a是數組的指針，&a+1代表以a為首地址，偏移一個數組大小（這里是5個int的大小），(int *)(&a+1)指向數組的第六個元素，(int *)(&a+1)-1；指向數組的第五個元素，因此輸出是5.
這里要重點區分a和&a的區別。

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