指针是数组吗？

Question

这是我难以理解的代码：

char* myPtr = "example";
myPtr[1] = 'x';

如何允许我使用myPtr[1]？为什么我可以选择像 do on arrays 这样的位置？ myPtr 甚至不是一个数组。

观察。我知道查找表、文字池和字符串文字，我关心的是它是如何编译的。我很少使用指针。

谁能帮忙？

Answer 1

显然，您假设[] 运算符对某事物的适用性必然意味着“某事物”是一个数组。这不是真的。内置的[] 运算符与数组没有直接关系。 [] 只是* 和+ 运算符组合的简写：根据定义a[b] 表示*(a + b)，其中一个操作数必须是指针，而另一个操作数必须是整数。

此外，当您将[] 运算符应用于实际数组时，该数组首先会被隐式转换为指针类型，然后结果指针才能充当[] 运算符的操作数。这实际上意味着与您最初假设的相反：operator [] never 适用于数组。当我们到达[] 时，数组已经衰减为一个指针。

作为一个相关的旁注，后一个细节体现在第一个 C 语言标准的一个模糊特性中。在 C89/90 中，右值数组不允许数组到指针的转换，这也阻止了 [] 运算符处理此类数组

struct S { int a[10]; };

struct S foo(void) { struct S s = { 0 }; return s; }

int main() 
{
  foo().a[5]; 
  /* ERROR: cannot convert array to pointer, and therefore cannot use [] */

  return 0;
}

C99 扩展了该转换的适用性，从而使上述代码有效。

Answer 2

它根据 C++ 标准的 §5.2.1/1 [expr.sub] 进行编译：

后缀表达式后跟方括号中的表达式是后缀表达式。其中一个表达式应具有“T 数组”或“指向 T 的指针”类型，而另一个应具有无作用域枚举或整数类型。结果是类型“T”。类型“T”应该是一个完全定义的对象类型。

表达式E1[E2] 与*((E1)+(E2)) 相同（根据定义），除了在数组操作数的情况下，如果该操作数为左值，则结果为左值，否则为xvalue。

由于"example" 的类型为char const[8]，它可能会衰减为char const*（它曾经也衰减为char*，但它主要是过去的遗留物），这使它成为一个指针。

此时myPtr[1] 的表达式变为*(myPtr + 1)，这是定义明确的。

Answer 3

指针保存它们被分配保存的特定数据类型的变量的内存位置地址。正如其他人指出的那样，它的反直觉方法需要一些学习曲线才能理解。

注意字符串"example"本身是不可变的，但是编译器不会阻止指针变量的操作，它的新值被更改为字符串'x'的地址（这与@的地址不同987654324@'example'),

char* myPtr = "example";
myPtr[1] = 'x';

由于 myPtr 在程序运行时引用不可变数据，它会崩溃，尽管它编译没有问题。

从 C 的角度来看，在这里，您取消了对可变变量的引用。 默认情况下，在 C 中，char 指针被定义为可变的，除非通过关键字 const 明确声明为不可变，在这种情况下，绑定变得不可分割，因此在定义指针变量后不能将任何其他内存地址分配给指针变量。

假设您的代码看起来像这样，

const char *ptr ="example";
ptr[1] = 'x';

现在编译会失败，你不能修改值，因为这个指针变量是不可变的。

您应该只使用 char 指针来访问字符串中的单个字符。

如果你想做字符串操作，那么我建议你声明一个int 来存储标准输入输出中每个字符的 ASCII 值，就像这里提到的那样，

#include<stdio.h>
int main()
{
    int countBlank=0,countTab=0,countNewLine=0,c;
    while((c=getchar())!=EOF)
    {
        if(c==' ')
            ++countBlank;
        else if(c=='\t')
            ++countTab;
        else if(c=='\n')
            ++countNewLine;
        putchar(c);
    }
    printf("Blanks = %d\nTabs = %d\nNew Lines = %d",countBlank,countTab,countNewLine);
}

查看整数如何获取 ASCII 值，以便使用 getchar() 和 putchar() 获取和打印单个字符。

特别感谢 Keith Thompson 今天在这里学到了一些有用的东西。

Answer 4

要记住的最重要的事情是：

数组不是指针。

但是 C 和 C++ 中都有一些语言规则可以使它们看起来好像是同一件事。在某些上下文中，数组类型的表达式或指针类型的表达式是合法的。在这些上下文中，数组类型的表达式被隐式转换以产生指向数组初始元素的指针。

char an_array[] = "hello";
const char *a_pointer = "goodbye";

an_array 是一个数组对象，类型为char[6]。字符串文字"hello" 用于对其进行初始化。

a_pointer 是一个指针对象，类型为const char*。您需要const，因为用于初始化它的字符串文字是只读的。

当数组类型的表达式（通常是数组对象的名称）出现在表达式中时，它通常被隐式转换为指向其初始（第 0 个）元素的指针。因此，例如，我们可以这样写：

char *ptr = an_array;

an_array 是一个数组表达式；它被隐式转换为char* 指针。以上完全等价于：

char *ptr = &(an_array[0]); // parentheses just for emphasis

数组表达式不转换为指针值的情况有3种：

1. 当它是 sizeof 运算符的操作数时。 sizeof an_array 产生数组的大小，而不是指针的大小。

2. 当它是一元 & 运算符的操作数时。 &an_array 产生整个数组对象的地址，而不是某些（不存在的）char* 指针对象的地址。它的类型是“指向 6 个chars 数组的指针”或char (*)[6]。

3. 当它是用作数组对象的初始值设定项的字符串文字时。在上面的例子中：
   char an_array[] = "hello";
   字符串文字"hello" 的内容被复制到an_array；它不会衰减为指针。

最后，还有一个语言规则可以使数组看起来好像是“真正的”指针：用数组类型定义的参数是调整，因此它实际上是指针类型。您可以定义如下函数：

void func(char param[10]);

真正的意思是：

void func(char *param);

10 被忽略。

[] 索引运算符需要两个操作数，一个指针和一个整数。指针必须指向数组对象的一个​​元素。 （独立对象被视为 1 元素数组。）表达式

arr[i]

根据定义等价于

*(arr + i)

将整数添加到指针值会产生一个新指针，该指针在数组中向前i 元素。

comp.lang.c FAQ 的第 6 节对所有这些内容都有很好的解释。 （它适用于 C++ 和 C；这两种语言在这方面的规则非常相似。）

Answer 5

在 C++ 中，您的代码在编译期间会生成警告：

{
  //char* myPtr = "example";  // ISO C++ forbids converting a string 
                              // constant to ‘char*’ [-Wpedantic]

  // instead you should use the following form
  char myPtr[] = "example";  // a c-style null terminated string

  // the myPtr symbol is also treated as a char*, and not a const char*

  myPtr[1] = 'k';  // still works,  

  std::cout << myPtr << std::endl;  // output is 'ekample'
}

另一方面，std::string 更加灵活，并且具有更多功能：

 {
   std::string myPtr = "example";

   myPtr[1] = 'k';  // works the same

   // then, to print the corresponding null terminated c-style string
   std::cout << myPtr.c_str() << std::endl;

   //  ".c_str()" is useful to create input to system calls requiring
   //   null terminated c-style strings
 }

Answer 6

abc[x] 的语义 是“将 x*sizeof(type)”添加到 abc，其中 abc 是任何内存指针。数组变量的行为类似于内存指针，它们只是指向分配给数组的内存位置的开头。

因此将 x 添加到数组或指针变量都将指向与指向的变量相同的内存 + x*sizeof(数组包含或指针指向的类型，例如在 int 指针或 int 数组的情况下为 4)

数组变量与 Keith 在评论中所说的指针不同，因为数组声明将创建固定大小的内存块，并且任何算术都将使用数组的大小而不是该数组中的元素类型。