不同类型的指针赋值

Question

我们可以在 C 中分配一个字符串，如下所示：

char *string;
string = "Hello";
printf("%s\n", string); // string
printf("%p\n", string); // memory-address

并且可以按如下方式进行编号：

int num = 4404;
int *nump = #
printf("%d\n", *nump);
printf("%p\n", nump);

那么我的问题是，为什么我们不能像处理字符串一样在 C 中分配一个指向数字的指针？例如，做：

int *num;
num = 4404;
// and the rest...

是什么让字符串与其他原始类型有根本的不同？我对 C 很陌生，所以任何关于两者之间差异的解释都会非常有帮助。

Answer 1

C 中没有“字符串”这样的类型。字符串不是原始类型。字符串只是一个字符数组，以 NUL 字节 ('\0') 结尾。

当你这样做时：

char *string;
string = "Hello";

真正发生的是编译器很聪明，它创建了一个只读常量char 数组，然后将它分配给您的变量string。可以这样做是因为在 C 中，数组的名称与指向其第一个元素的指针相同。

// This is placed in a different section:
const char hidden_arr[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

char *string;
string = hidden_arr;
// Same as:
string = &(hidden_arr[0]);

这里，hidden_arr 和string 都是char *，因为正如我们刚才所说，数组的名称等于指向其第一个元素的指针。当然，所有这些都是透明地完成的，您实际上不会看到另一个名为hidden_arr 的变量，这只是一个示例。实际上，该字符串将存储在可执行文件中的某个位置而没有名称，并且该位置的地址将被复制到您的 string 指针。

当你尝试对整数做同样的事情时，这是错误的，因为 int * 和 int 是不同的类型，你不能写这个（好吧，你可以，但它没有意义，并且不会按照你的预期去做到）：

int *ptr;
ptr = 123;

但是，您可以很好地使用 整数数组：

int arr[] = {1, 2, 3};
int *ptr;
ptr = arr;
// Same as:
ptr = &(arr[0]);

Answer 2

为什么我们不能像处理字符串一样在 C 中分配一个指向数字的指针？

int *num;
num = 4404;

代码可以做到这一点如果 4404 是int 的有效地址。

整数可以转换为任何指针类型。除先前规定外， 结果是实现定义的，可能没有正确对齐，可能不指向 引用类型的实体，可能是陷阱表示。
C11dr §6.3.2.3 5

如果地址没有正确对齐 --> 未定义的行为 (UB)。
如果地址是一个陷阱 --> 未定义的行为 (UB)。

除非指针指向有效的int，否则尝试取消引用该指针是一个问题。

printf("%d\n", *num);

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在下面，"Hello" 是一个字符串文字。它存在于某个地方。该赋值采用 字符串文字 的地址并将其分配给string。

char *string;
string = "Hello";

关键是分配的地址已知对char *有效。

在num = 4404; 中不知道是有效的（它可能不是）。

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是什么让字符串与其他原始类型有根本的不同？

在 C 中，string 是 C 库规范，而不是 C 语言规范。定义方便，便于解释其中的各种功能。

string 是一个连续的字符序列，由第一个空字符 §7.1.1 1

终止并包括第一个空字符

原始类型是 C 语言的一部分。

这些语言也有字符串字面量，例如char *string; string = "Hello"; 中的"Hello"。它们与 strings 有一些相似之处，但又有所不同。

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我建议搜索“ISO/IEC9899:2017”以找到当前 C 规范的草稿副本。它将回答您上周的 10 个问题中的许多问题。

Answer 3

是什么让字符串与其他原始类型有根本的不同？

字符串看起来类似于 C 中的原始类型，因为编译器理解 "foo" 并生成一个以 null 结尾的字符数组：['f', 'o', 'o', '\0']。但是 C 字符串仍然只是：一个字符数组。

那么我的问题是，为什么我们不能像处理字符串一样在 C 中分配一个指向数字的指针？

你当然可以给数字赋值，只是数字不是指针，而数组的值是数组的地址。如果你有一个int 的数组，那么它就像一个字符串一样工作。比较您的代码：

char *string;
string = "Hello";
printf("%s\n", string); // string
printf("%p\n", string); // memory-address

到整数数组的类似代码：

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5, 0};
int *nump = numbers;
printf("%d\n", nump[0]); // string
printf("%p\n", nump);    // memory-address

唯一真正的区别是编译器对字符数组有一些额外的语法，因为它们很常见，而printf() 同样有一个格式说明符，只是出于同样的原因。

Answer 4

字符串文字（例如“hello world”）的类型是char[]。其中分配char *string = "Hello" 意味着string 现在指向数组的开头（例如数组中第一个内存地址的地址：&char[0]）。

您不能将整数分配给指针，因为它们的类型不同，一个是int，另一个是指针int *。您可以将其转换为正确的类型：

int *num;
num = (int *) 4404;

但这会被认为是非常危险的（除非你真的知道自己在做什么）。 IE。你知道什么是内存地址4404吗？