数组名和指针的区别

最新推荐文章于 2022-11-19 17:21:17 发布
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#c++ #指针 #汇编 #数组

近段时间在整理自己大学几年来学习C++的点点滴滴，写这篇文章源于看林锐博士的《高质量C++指南》时，看到文章直接把指针和数组名视为同一东西，原文为“数组名本身就是一个指针，是一个指针常量，即a等价于int * const a,因此你不能试图修改数组名的值”，摘自第三版127页第7.2.1小节。

    自己初学C++时也被数组和指针搞得昏头转向过，通过多方求证和对比实验已把指针和数组弄得稍明白，但是今天又看到一个人说“数组名就是指针”这样的言论，我就有这个想法把自己对指针和数组名的理解写出来，我不敢说我的理解是正确的，但是，至少没那么彻底的祸害人。


   数组名绝对不等于指针，而且不是指针，这是我的观点

首先看C标准对指针的解释为：指针是一个变量，变量的值是另外一个变量的地址。那么，既然指针是变量，那么指针必然有自己的存储空间，只不过是该存储空间内的值是一个地址值，而不是别的内容。如果按照林博士的观点“数组名就是指针”，想必，数组名也会是一个变量，而且有自己的存储空间？下面上汇编代码反驳之，汇编代码没有骗我们，数组名仅仅是一个符号，不是变量，它没有自己的存储空间，而指针实实在在的是个变量，有自己的空间：

下面是C++代码：

#include <iostream>
using namespace std;


int main()
{
	int i = 10;
	int *pi = &i; //（1）测试指针pi是否有自己的空间


	int a[2];     //（1）的对比实验，测试数组名是否有自己的空间
	a[0] = 5;
	a[1] = 15;
	
	int *pa = a;  //（2）测试对数组名的引用的寻址方法
	pa = a+1;


	int j = a[0]; //（3）对比测试对数组名的引用和对指针变量的引用的不同
	int k = *pa;


	//++a;        //（4）对比测试对指针变量的修改和对数组名的修改的不同
	++pa;


	return 0;


}
这段代码的目的是通过4个对比实验逐一证明指针和数组名不是用一个东西，请看下面的汇编代码便可一目了然，每个对比实验的结果都能说名：数组名不是指针，它就是一个符号。
6:        int i = 10;
00401048   mov         dword ptr [ebp-4],0Ah    //（1）
7:        int *pi = &i;
0040104F   lea         eax,[ebp-4]           
00401052   mov         dword ptr [ebp-8],eax    //（2）
8:
9:        int a[2];    
10:       a[0] = 5;
00401055   mov         dword ptr [ebp-10h],5 //(3)

11:       a[1] = 15;
0040105C   mov         dword ptr [ebp-0Ch],0Fh
12:
13:       int *pa = a;  
00401063   lea         ecx,[ebp-10h]            //（4）
00401066   mov         dword ptr [ebp-14h],ecx
14:       pa = a+1;
00401069   lea         edx,[ebp-0Ch]           //（5）
0040106C   mov         dword ptr [ebp-14h],edx
15:
16:       int j = a[0]; 
0040106F   mov         eax,dword ptr [ebp-10h]  //（6）
00401072   mov         dword ptr [ebp-18h],eax
17:       int k = *pa;
00401075   mov         ecx,dword ptr [ebp-14h]
00401078   mov         edx,dword ptr [ecx]
0040107A   mov         dword ptr [ebp-1Ch],edx
18:
19:       //++a;        
20:       ++pa;
0040107D   mov         eax,dword ptr [ebp-14h]  //（7）
00401080   add         eax,4
00401083   mov         dword ptr [ebp-14h],eax
21:
22:       return 0;
00401086   xor         eax,eax
23:
24:   }

简单学过汇编的人都基本能看懂上面的代码，下面逐一分析（1）-（7）的汇编代码告诉我们的事实：

（1）、i是个整型变量，可以看出编译器为i分配了空间，地址为ebp-4

（2）、先lea取i的地址，然后存入到ebp-8的空间中，这就是pi的地址，足矣证明pi是个变量，有自己的空间

（3）、重点之处，定义了一个数组，但是，汇编代码告诉我们，编译器只给a[0]和a[1]分配了内存空间，a[0]的地址为：ebp-10,a[1]为：ebp-0C,却没有给,数组名a也分配空间，这里起码可以断定数组名a不是一个变量只是个符号

（4）、从代码lea ecx,[ebp-10h]可以看出，ebp-10是a[0]的地址，对数组名a的引用已经被替换为对数组首元素的地址了

（5）、a+1的汇编代码也是编程了对ebp-0c地址单元的引用，而这个地址是a[1]的地址，更进一步说明了问题

（6）、是为了对比，对数组的引用和对指针的引用不同之处，通过下面三行汇编代码可以看出：

17:       int k = *pa;
00401075   mov         ecx,dword ptr [ebp-14h]
00401078   mov         edx,dword ptr [ecx]
0040107A   mov         dword ptr [ebp-1Ch],edx

对指针pa的引用是一个间接访问，epb-14h是pa的地址，而mov ecx,dword ptr [ebp-14h]是先取得pa的地址，然后[ecx]取该地址中的内容，并mov到ebp-1c中，改内存就是变量k的内存空间首地址，这样就完成了对pa的引用

（7）这个是重点分析的地方，很对多人对于数组名就是指针持赞同观点的一个冠冕堂皇的证据是“数组名不能被修改，因为数组名是一个常量指针”，也就是不能执行 a = a+1;这句话对一般，错一半，对的是，数组名确实不能被修改，错的是，不能被修改的原因不是因为数组名是常量指针，而是因为数组名只是一个符号，不是一个变量，因此不能作为一个左值，因此不能被修改，这里又涉及到左值和右值的问题，就不再赘述，网上资料很多。


通过上述几个对比实验，能够非常清晰的看到，数组名和指针的本质区别：指针是一个变量，有自己对应的存储空间，而数组名仅仅是一个符号，不是变量，因而没有自己对应的存储空间，到此已经可以得出结论，“数组名永远不等于指针”。


我认为，林博士的意思是说，数组名和指针在参与表达式运算时效果是一样的，但是不能简单粗暴的说两者是相等的


上述如有错误之处，恳请指出，我必会虚心听取，认真论证修改，以免更多的人困惑


上述观点有不少不妥之处，讨论在此http://topic.youkuaiyun.com/u/20120316/18/f845d4b5-12b2-4467-9946-d31d3c0fd208.html，可自行结合自己的知识进行分析



dark19940411
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