1.指針和數(shù)組定義、區(qū)別 1.1指針和數(shù)組定義 指針和數(shù)組都是C語言的精髓所在,對于很多C程序員來說,如果你問這樣一個問題:數(shù)組和指針有什么區(qū)別?他們的答案很可能是:”數(shù)組和指針不是同一樣?xùn)|西嗎,他們之間有什么區(qū)別???“;確實在極個別的情況下,數(shù)組和指針確實可以”通用“。 但是在卻大多數(shù)情況下,數(shù)組和指針是兩個完全不同的C語言特性。 首先,我們分別看一下,指針和數(shù)組的定義,以及他們之間的不同;指針表示C語言中某種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)存儲的內(nèi)存地址,例如,指向各種整型的指針或者指向某個結(jié)構(gòu)體的指針;數(shù)組表示若干個相同C語言數(shù)據(jù)類型的元素在連續(xù)內(nèi)存中儲存的一種形態(tài)。 1.2數(shù)組和指針的區(qū)別 好了,上面即為數(shù)組和指針的簡單定義。在說明數(shù)組和指針之間的區(qū)別之前,我們先來看一個實例; 我們定義兩個文件:a.c和b.c,其中, [cpp] view plain copy a.c文件: int array[4] = {1, 2, 3, 4}; b.c文件: #include <stdio.h> extern int *array; int main(void) { int i = 0; for (; i <4; i++) { printf('*array = %d', *array++); } return 0; } 我們編譯運行上面的示例程序,不出意外其無法運行??赡苡械娜撕懿焕斫馄渲性颍麄冋也怀鰡栴}的原因。其實根本原因就是他們認為數(shù)組和指針是相同的!其將array定義為一個4個int元素的數(shù)組,但是在b.c中卻又將其聲明為int型指針。其實數(shù)組和指針只是在特定的上下文環(huán)境下可以認為相同,一般情況下,他們是不同的數(shù)據(jù)類型,就像float和int類型不同一樣。 下面逐步分析數(shù)組和指針之間的區(qū)別: 數(shù)組和指針本質(zhì)上都代表一塊內(nèi)存,數(shù)組比較”直接“,數(shù)組名即代表這塊內(nèi)存的地址,而指針比較”含蓄“,其本身不代表任何有意義的內(nèi)容,只有給它賦值后,它才真正的表示一塊有意義的內(nèi)存地址。這就引出了指針和數(shù)組的一個區(qū)別:定義的時機不同;數(shù)組在編譯時就已經(jīng)被確定下來,而指針直到運行時才能被真正的確定到底指向何方。數(shù)組就好比生在帝王家一樣,一生來就有了屬于自己的封地、財富(內(nèi)存),而指針需要經(jīng)過編譯、鏈接、運行時等重重考驗才能獲得屬于自己的財富(內(nèi)存)。但是,數(shù)組的這些身份(內(nèi)存)一旦確定下來就不能輕易的改變了,它們(內(nèi)存)會伴隨數(shù)組一生;而指針則有很多的選擇,在其一生他可以選擇不同的生活方式,比如一個字符指針可以指向單個字符同時也可代表多個字符等。 由數(shù)組和指針的上述區(qū)別引出了它們的之間的另一個區(qū)別:訪問方式不同;由于數(shù)組名直接代表其身份(數(shù)組在內(nèi)存中的地址),而指針需要間接才能知道自己的身份(通過讀取其保存的地址),所以它們的對于自己”財富“的訪問方式自然就不同了,數(shù)組為直接方式,而指針位間接訪問。通過下面幾幅圖來說明,數(shù)組和指針對于自身元素的訪問方式的不同: 2.再論數(shù)組 2.1數(shù)組和指針何時相同 圖2-1展示了數(shù)組和指針何時相同。 圖2-1,中說明了數(shù)組除了在作為函數(shù)參數(shù)或者在表達式中作為右值,其他情況情況下其與指針均不相同。 圖2-1指針和數(shù)組何時相同 圖2-1,中說明了數(shù)組除了在作為函數(shù)參數(shù)或者在表達式中作為右值,其他情況情況下其與指針均不相同。 C語言標準對于數(shù)組和指針何時相同定義幾條規(guī)則: 規(guī)則1:表達式中的數(shù)組名(與聲明不同)被編譯器當作一個指向數(shù)組第一個元素的指針。 規(guī)則2:下標總是與指針的偏移量相同。 規(guī)則3:在函數(shù)參數(shù)的聲明中,數(shù)組名被編譯器當作指向該數(shù)組第一個元素的指針。 簡而言之,數(shù)組和指針的關(guān)系頗有點像詩和詞關(guān)系,它們都是文學(xué)性之一,有不少共同之處,但在具體的表現(xiàn)形式上又各有特色。下面具體介紹這幾條規(guī)則的具體含義。 2.1.1 規(guī)則1 組合規(guī)則1和規(guī)則2,就是對于數(shù)組下標的引用總是可以寫成“一個指向數(shù)組的起始地址的指針加上偏移量”。例如,假如我們聲明如下: int a[10], *p, i = 2; 就可以通過下面任何一種方式訪問a[i]: p = a;p[i]; p = a;*(p+i); p = a + i;*p; 記?。涸诒磉_式中,指針和數(shù)組是可以互換的,因為它們在編譯器里的最終形式都是指針,并且都是可以進行取下標操作。 2.1.2 規(guī)則2 數(shù)組下標和指針總是相同的,為什么要這么說呢?大家可能聽說過,在編寫程序時,對于數(shù)組訪問應(yīng)該寫成指針的形式,因為這樣可以提高效率。對于現(xiàn)代的編譯器而言,這個說法一般是錯誤的!現(xiàn)代編譯器對于數(shù)組的訪問都會自動優(yōu)化為其對應(yīng)的指針加偏移量的形式,所以也就沒有哪種形式效率更高的說法了。實際上,數(shù)組的訪問之所以改寫為指針加偏移量的方式,是因為其為系統(tǒng)底層最基本的工作方式。 2.1.3 規(guī)則3 C語言中函數(shù)的參數(shù)基本都是“傳值”調(diào)用的,唯獨數(shù)組為“引用”調(diào)用方式,即數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)時,會被編譯器自動的轉(zhuǎn)換為指向數(shù)組第一個元素的指針,這是編譯器自動完成的。之所以這么做,其實是為了系統(tǒng)性能,因為數(shù)組結(jié)構(gòu)占用的內(nèi)存通常比較大,如果“傳值”調(diào)用的話,內(nèi)存拷貝會浪費大量的時間和空間,這樣做得不償失,所以數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)時,編譯器會自動將其轉(zhuǎn)換為指向第一個元素的指針。 |
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