协调 C 中数组的声明和使用语法

Question

在 C 中，“数组语法”只是指针语法的语法糖。那是 a[4] 转换为 *(a+4)。

但这并不总是正确的。

下面肯定是荒谬的，

int a[4] = {1,2,3,4};
int *(a+4) = {1,2,3,4};

这不会编译。

无论如何，我想知道是否有人对这种差异有任何见解。对我来说，拥有两种不同类别的语法似乎很奇怪。一份声明，一份实际使用。

这是怎么回事？

Answer 1

C 的（诚然令人困惑的）声明语法背后的一般灵感是“声明遵循使用”。所以，例如：

int *ptr;

碰巧将ptr 声明为int* 类型的对象（这就是为什么有些人更喜欢写int* ptr;），但是如果您遵循语法，它真正 的意思是*ptr 的类型为 int。

但不要太从字面上理解“声明遵循使用”的想法。这不是一个实际的语言规则，它并不适用于所有情况。这是理解 C 的声明语法的良好开端，但绝不是全部。

对于简单的数组定义：

int arr[10];

你可以说arr[10] 是int 类型。而表达式arr[10]是的类型为int，当然它指的是一个不存在的数组元素。

数组和指针是不等价的。数组索引运算符是涉及指针运算的操作的“语法糖”：x[y] 表示 *(x+y)。但这仅适用于数组索引运算符[]。它不适用于数组声明语法。

通过将声明视为表达式，可以理解许多（但不是全部）形式的声明，类型名称告诉您该表达式具有什么类型。但并非所有表达式都可以转换为声明。没有对应于表达式x+y 或表达式*(x+y) 的声明。

关于数组和指针，最重要的是要记住它们是不同的东西。索引运算符[] 被定义为对指针值进行操作（该指针必须指向数组对象的元素）。在大多数但不是所有上下文中，数组类型的表达式隐式转换为指向数组第一个元素的指针；例外情况是它是一元 &、一元 sizeof 的操作数，或者是用于初始化数组的初始化程序中的字符串文字。

C 声明的含义由语言语法决定。 “声明遵循使用”不是该语法的一部分。

Answer 2

您提到的“语法糖”适用于 后缀表达式 [...]。您在示例中拥有的是声明。两者都使用相同的字符，但是这两个结构属于语法树的完全不同的分支。

Answer 3

引用C-faq:

说数组和指针是“等价的”并不意味着 它们是相同的，甚至不能互换。它的意思是 数组和指针算术被定义为使得指针可以 方便地用于访问数组或模拟数组。其他 用 Wayne Throop 的话来说，它是“指针算术和数组” 索引 [that] 在 C 中是等价的，指针和数组是 不同。'')

除此之外，引用 C-faq 中的this 问题：

数组是一个单独的、预先分配的连续元素块（所有 同类型），大小和位置固定。指针是一个 在任何地方引用任何数据元素（特定类型）。一种 必须将指针分配为指向在别处分配的空间，但它 可以重新分配（并且空间，如果从 malloc 派生，可以 调整大小）随时。指针可以指向一个数组，并且可以 模拟（与 malloc 一起）动态分配的数组，但 指针是一种更通用的数据结构。

所以数组不仅仅是指针的语法糖。

Answer 4

指针语法之所以有效，是因为这就是 C 在幕后的工作方式，并且不会阻止您滥用它。

int a[4] 告诉编译器你想在堆栈中创建一个给定大小的变量（4 x sizeof(int)），所以如果你想使用指针语法来做，你必须找到另一个告诉它这样做的方法，或者使用malloc，或者通过分配double b[2]（或任何其他相同大小的东西）并投射它。