探讨C++中数组名与指针的用法比较分析

2020-01-26 16:04:12

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供稿：网友

指针是C/C++语言的特色，而数组名与指针有太多的相似，甚至很多时候，数组名可以作为指针使用。但是数组名有些地方又不同于指针。这里将数组名与指针用法的不同做一下总结(有些资料来自互联网），不妥之处，还望指正！（本文程序在WIN32平台下编译）：

1、数组名和指向那个数组的指针，地址相同，但大小不同
用例子来说明：

复制代码代码如下:

#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;//结果为40
 cout<<sizeof(p)<<endl;//结果为4
 return 0;
}

arr为数组名，p为指针。第10、11行输出的值一样，也就是说arr和p都是数组的首地址。第12、13行的结果不一样，arr的大小是整个数组的大小，而p的大小是指针的大小。

2、数组名可以作为指针常量，不能自增(++)、自减(--)、不可以被修改。
上面我们已经证明了数组名的确不是指针，但是我们再看看程序的第9行。该行程序将数组名直接赋值给指针，这显得数组名又的确是个指针！我们还可以发现数组名显得像指针的例子：

复制代码代码如下:

#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;
}

程序输出：
string array 1: I Love U
string array 2: I Love U
8 8 8
标准C库函数strcpy的函数原形中能接纳的两个参数都为char型指针，而我们在调用中传给它的却是两个数组名！标准C库函数strlen()返回的是从参数指向的开始地址到第一个'/0'字符的长度。在这些程序中数组名扮演着指针的角色。这点上数组名表现出与指针相似的性质！
但是下面的代码成立吗？
int intArray[10];
intArray++;
读者可以编译之，发现编译出错。原因在于，虽然数组名可以转换为指向其指代实体的指针，但是它只能被看作一个指针常量，不能被修改。而指针，不管是指向结构体、数组还是基本数据类型的指针，都不包含原始数据结构的内涵，在WIN32平台下，sizeof操作的结果都是4。顺便纠正一下许多程序员的另一个误解。许多程序员以为sizeof是一个函数，而实际上，它是一个操作符，不过其使用方式看起来的确太像一个函数了。语句sizeof(int)就可以说明sizeof的确不是一个函数，因为函数接纳形参（一个变量），世界上没有一个C/C++函数接纳一个数据类型（如int）为"形参"。指向数组的指针则是另外一种变量类型（在WIN32平台下，长度为4），仅仅意味着数组的存放地址

3、数组名指代一种数据结构：数组
int intArray[10];
cout << sizeof(intArray) ;
第2行的输出结果为40（整型数组占据的内存空间大小）。
如果C/C++程序可以这样写：
int[10] intArray;
cout << sizeof(intArray) ;
我们就都明白了，intArray定义为int[10]这种数据结构的一个实例，可惜啊，C/C++目前并不支持这种定义方式。

4、数据名在作为函数的参数时将失去其数据结构内涵
到这里似乎数组名魔幻问题已经宣告圆满解决，但是平静的湖面上却再次掀起波浪。请看下面一段程序：

复制代码代码如下:

#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;
 }

程序的输出结果为4。不可能吧？
一个可怕的数字，前面已经提到其为指针的长度!
结论1指出，数据名内涵为数组这种数据结构，在arrayTest函数体内，str是数组名，那为什么sizeof的结果却是指针的长度？这是因为：
(1)数组名作为函数形参时，在函数体内，其失去了本身的内涵，仅仅只是一个指针；
(2)很遗憾，在失去其内涵的同时，它还失去了其常量特性，可以作自增、自减等操作，可以被修改。
所以，数据名作为函数形参时，其全面沦落为一个普通指针！它的贵族身份被剥夺，成了一个地地道道的只拥有4个字节的平民。

5、关于数组名a和&a的区别
读下面一个小程序，写出程序的输出结果：

复制代码代码如下:

#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;
}

输出结果为：1 2 5
解释：数组名代表数组的首地址，*a即为数组中第一个元素的值1； p1为首地址加1，指向第二个元素，输出2；而*p2 = (int *)(&a+1)-1; a代表数组的首地址，而&a是数组的指针，&a+1代表以a为首地址，偏移一个数组大小（这里是5个int的大小），(int *)(&a+1)指向数组的第六个元素，(int *)(&a+1)-1；指向数组的第五个元素，因此输出是5.
这里要重点区分a和&a的区别。

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