指向数组第一个元素的指针的地址？

Question

我对指向数组开头的指针在内存中的位置有点困惑。据我了解，数组和指针可以使用相同的函数，如 *、& 和 []。所以如果我创建一个 char 数组，我明白：buffer == &buffer[0].

所以没有括号的数组名就像一个指针，其中包含数组第一个条目的地址，对吗？

但是当我试图找出指针的地址（存储 &buffer[0] 的地址）时，它会给我存储在指针（&arrayname[0]）中的相同值。这个怎么可能？虚拟内存中的相同地址如何包含地址和缓冲区[0]的值（在下面的代码中等于'H'）？

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

void main() {

  char buffer[] = "Hello";

  printf("Address buffer: %d\n", &buffer);
  printf("Value buffer: %d\n", buffer);
  printf("Address buffer[0]: %d\n", &buffer[0]);
  printf("Value buffer[0]: %c\n", buffer[0]);
  printf("Address buffer[1]: %d\n", &buffer[1]);

  system("pause");
}

所以基本上我对第一个输出感到困惑。不应该和第二个不一样吗？非常感谢您的解释...

问候

Answer 1

除非它是sizeof 或一元& 运算符的操作数，或者是用于在声明中初始化另一个数组的字符串文字，否则为“T 的N 元素数组”类型的表达式将被转换（“decay”）为“指向T”类型的表达式，表达式的值将是数组第一个元素的地址。

假设以下代码：

char buffer[] = "Hello";
...
printf( "%s\n", buffer );

在对printf 的调用中，表达式buffer 的类型为“char 的6 元素数组”；因为它不是sizeof 或一元& 运算符的操作数，也不是用于在声明中初始化另一个数组，所以表达式被转换（“衰减”）为“指向@987654333 的指针”类型的表达式@" (char *)，表达式的值是数组中第一个元素的地址。

现在，将 printf 调用更改为

printf( "%p", (void *) &buffer );

这一次，buffer 是一元 & 运算符的操作数；不会自动转换为类型“指向char”的指针。相反，表达式&buffer 的类型是“指向char 的6 元素数组的指针”，或char (*)[6]¹（括号很重要）。

两个表达式产生相同的值——数组的地址与数组的第一个元素的地址相同——但是类型两种表达方式不同。这很重要； char * 和 char (*)[6] 不可互换。

那么，为什么首先存在这种时髦的转换魔法？

当 Dennis Ritchie 最初设计 C 时，他的设计基于一种名为 B 的早期语言（如图）。当你在 B 中分配一个数组时，像这样：

auto arr[N];

编译器将为数组内容留出 N 个元素，以及一个存储数组第一个元素的偏移量的附加单元（基本上是一个指针值，但没有任何类型的语义；B 是一个“无类型“ 语）。这个额外的单元格将绑定到变量arr，为您提供如下内容：

          +---+
arr:      |   | --+
          +---+   |
           ...    |
          +---+   |
arr[0]:   |   | <-+
          +---+
arr[1]:   |   |
          +---+
arr[2]:   |   |
          +---+
 ...       ...
          +---+
arr[N-1]: |   |
          +---+

Ritchie 最初保留了这些语义，但是当他开始向 C 中添加结构类型时遇到了问题。他希望结构类型直接编码它们的字节； IOW，给定一个类似

的类型

struct {
  int inode;
  char name[14];
};

他想要一个 2 字节的整数，后面紧跟一个 14 字节的数组；没有一个好地方来存放指向数组第一个元素的指针。

所以他摆脱了它；他没有为指向数组第一个元素的指针留出存储空间，而是设计了这种语言，以便从数组表达式本身计算数组的位置。因此，本文开头的规则。

---

^{1。 %p 转换说明符需要 void * 表达式作为其对应的参数，因此需要强制转换。}

Answer 2

这是错误的：

printf("Address buffer: %d\n", &buffer);
printf("Value buffer: %d\n", buffer);

假设数组作为指针的正确代码是：

printf("Address buffer: %p\n", (void*) buffer); 
printf("Value buffer: %d\n", *buffer);

你可以把array[x]翻译成*(array + x)，意思是：

读取array + x的元素大小所指向的内存区域