什么是數(shù)組名

時間：2023-04-04 17:40:43 筆試經(jīng)驗我要投稿

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什么是數(shù)組名

　　實際上數(shù)組名永遠都不會是指針! 指針是C語言具有低級語言特征的最直接的證據(jù)。在匯編語言里面，指針的概念隨處可見。比如SP，SP寄存器又叫堆棧指針，它的值是地址，由于SP保存的是地址，并且SP的值是不斷變化的，因此可以看作一個變量，而且是一個地址變量。地址也是C語言指針的值，C語言的指針跟SP這樣的寄存器雖然不完全一樣，但原理卻是相通的。C語言的指針也是一種地址變量，C89明確規(guī)定，指針是一個保存對象地址的變量。這里要注意的是，指針跟地址概念的不同，指針是一種地址變量，通常也叫指針變量，統(tǒng)稱指針。而地址則是地址變量的值。

　　看到這里，也許你會覺得，這么簡單的東西還用你來說嗎?的確，對于p與&p來說，99%的人都能在0.1秒內(nèi)脫口而出誰是指針，誰是地址，但是，又有多少人在使用指針的過程中能夠始終如一毫不動搖地遵循這兩個概念呢?不少人使用指針的時候就會自覺或不自覺地把指針和地址兩個概念混淆得一塌糊涂了，數(shù)組名的濫用就是一個活生生的例子。這一點甚至連一些經(jīng)典著作也沒能避免。

　　不過也不能全怪你自己，筆者認為某些國內(nèi)教材應(yīng)該承擔(dān)最大的責(zé)任。這些教材一開始就沒有給讀者好好地分清指針與地址的區(qū)別，相反還在講述的過程中有意無意地混用這兩個概念。更有甚者，甚至在書中明言指針就是地址!說這話的家伙最應(yīng)該在C語言這個地圖上抹掉，呵呵。兩個月前我在購書中心隨手翻開了某個作者主編的一本被冠以國家“十五”規(guī)劃重點研究項目的書，書里就是這么寫的。當(dāng)時筆者就感慨：不知道又要有多少人的思想被這家伙“性暴力”了。

　　實際上，地址這個東西，本來就是一種基本數(shù)據(jù)類型，本應(yīng)該在介紹整數(shù)、浮點、字符等基本類型的時候把地址顯式地放在一起討論，這樣在后面介紹指針與數(shù)組的時候就能避免許多誤解。可惜不少教材或者根本沒有談及，或者就算提起這個類型也用了指針類型這個字眼。這就錯了，指針不是類型，真正的類型是地址，指針只是存儲地址這種數(shù)據(jù)類型的變量!打個比方，對于

　　int i=10;

　　10是整數(shù)，而i是存儲整數(shù)的變量，指針就好比這個i，地址就好比那個10。指針能夠進行加減法，原因并不是因為它是指針，加減法則不是屬于指針這種變量的，而是地址這種數(shù)據(jù)類型的本能，正是因為地址具有加減的能力，所以才使指針作為存放地址的變量能夠進行加減運算。這跟整數(shù)變量因為整數(shù)能夠進行加減乘除因而它也能進行加減乘除一個道理。

　　那么數(shù)組名又應(yīng)該如何理解呢?用來存放數(shù)組的區(qū)域是一塊在棧中靜態(tài)分配的內(nèi)存(非static)，而數(shù)組名是這塊內(nèi)存的代表，它被定義為這塊內(nèi)存的首地址。這就說明了數(shù)組名是一個地址，而且，還是一個不可修改的常量，完整地說，就是一個地址常量。數(shù)組名跟枚舉常量類似，都屬于符號常量。數(shù)組名這個符號，就代表了那塊內(nèi)存的首地址。注意了!不是數(shù)組名這個符號的值是那塊內(nèi)存的首地址，而是數(shù)組名這個符號本身就代表了首地址這個地址值，它就是這個地址，這就是數(shù)組名屬于符號常量的意義所在。由于數(shù)組名是一種符號常量，因此它是一個右值，而指針，作為變量，卻是一個左值，一個右值永遠都不會是左值，那么，數(shù)組名永遠都不會是指針!不管什么話，只要說數(shù)組名是一個指針的，都是錯誤的!就象把剛才int i=10例子中的10說成是整數(shù)變量一樣，在最基本的立足點上就已經(jīng)完錯了。

　　總之要牢牢記住，數(shù)組名是一個地址，一個符號地址常量，不是一個變量，更不是一個作為變量的指針!

　　在數(shù)組名并非指針這個問題上，通常會產(chǎn)生兩種疑問：

　　1。作為形參的數(shù)組，不是會被轉(zhuǎn)換為指針嗎?

　　2。如果形參是一個指針，數(shù)組名可以作為實參傳遞給那個指針，難道不是說明了數(shù)組名是一個指針嗎?

　　首先，C語言之所以把作為形參的數(shù)組看作指針，并非因為數(shù)組名可以轉(zhuǎn)換為指針，而是因為當(dāng)初ANSI委員會制定標準的時候，從C程序的執(zhí)行效率出發(fā)，不主張參數(shù)傳遞時復(fù)制整個數(shù)組，而是傳遞數(shù)組的首地址，由被調(diào)函數(shù)根據(jù)這個首地址處理數(shù)組中的內(nèi)容。那么誰能承擔(dān)這種“轉(zhuǎn)換”呢?這個主體必須具有地址數(shù)據(jù)類型，同時應(yīng)該是一個變量，滿足這兩個條件的，非指針莫屬了。要注意的是，這種“轉(zhuǎn)換”只是一種邏輯看法上的轉(zhuǎn)換，實際當(dāng)中并沒有發(fā)生這個過程，沒有任何數(shù)組實體被轉(zhuǎn)換為指針實體。另一方面，大家不要被“轉(zhuǎn)換”這個字眼給蒙蔽了，轉(zhuǎn)換并不意味著相同，實際上，正是因為不相同才會有轉(zhuǎn)換，相同的話還轉(zhuǎn)來干嗎?這好比現(xiàn)在社會上有不少人“變性”，一個男人可以“轉(zhuǎn)換”為一個女人，那是不是應(yīng)該認為男人跟女人是相同的?這不是笑話么。

　　第二，函數(shù)參數(shù)傳遞的過程，本質(zhì)上是一種賦值過程。C89對函數(shù)調(diào)用是這樣規(guī)定的：函數(shù)調(diào)用由一個后綴表達式(稱為函數(shù)標志符,function designator)后跟由圓括號括起來的賦值表達式列表組成，在調(diào)用函數(shù)之前，函數(shù)的每個實際參數(shù)將被復(fù)制，所有的實際參數(shù)嚴格地按值傳遞。因此，形參實際上所期望得到的東西，并不是實參本身，而是實參的值或者實參所代表的值!舉個例來說，對于一個函數(shù)聲明：

　　void fun(int i);

　　我們可以用一個整數(shù)變量int n作實參來調(diào)用fun，就是fun(n);當(dāng)然，也正如大家所熟悉的那樣，可以用一個整數(shù)常量例如10來做實參，就是fun(10);那么，按照第二個疑問的看法，由于形參是一個整數(shù)變量，而10可以作為實參傳遞給i，豈不就說明10是一個整數(shù)變量嗎?這顯然是謬誤。實際上，對于形參i來說，用來聲明i的類型說明符int，所起的作用是用來說明需要傳遞給i一個整數(shù)，并非要求實參也是一個整數(shù)變量，i真正所期望的，只是一個整數(shù)，僅此而已，至于實參是什么，跟i沒有任何關(guān)系，它才不管呢，只要能正確給i傳遞一個整數(shù)就OK了。當(dāng)形參是指針的時候，所發(fā)生的事情跟這個是相同的。指針形參并沒有要求實參也是一個指針，它需要的是一個地址，誰能給予它一個地址?顯然指針、地址常量和符號地址常量都能滿足這個要求，而數(shù)組名作為符號地址常量正是指針形參所需要的地址，這個過程就跟把一個整數(shù)賦值給一個整數(shù)變量一樣簡單!

　　首先我們要了解內(nèi)存的分配方式。一般來說，內(nèi)存的分配方式有三種：

　　1.從靜態(tài)存儲區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個運行期間都存在。例如全局變量，static變量。

　　2.在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。

　　3.從堆上分配，亦稱動態(tài)內(nèi)存分配。程序在運行的時候用malloc或new申請任意多少的內(nèi)存，程序員自己負責(zé)在何時用free或釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存的生存期由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。

　　以上三種分配方式，我們要注意內(nèi)存生命期的問題：

　　1.靜態(tài)分配的區(qū)域的生命期是整個軟件運行期，就是說從軟件運行開始到軟件終止退出。只有軟件終止運行后，這塊內(nèi)存才會被系統(tǒng)回收

　　2.在棧中分配的空間的生命期與這個變量所在的函數(shù)和類相關(guān)。如果是函數(shù)中定義的局部變量，那么它的生命期就是函數(shù)被調(diào)用時，如果函數(shù)運行結(jié)束，那么這塊內(nèi)存就會被回收。如果是類中的成員變量，則它的生命期與類實例的生命期相同。

　　3.在堆上分配的內(nèi)存，生命期是從調(diào)用new或者malloc開始，到調(diào)用或者free結(jié)束。如果不掉用或者free。則這塊空間必須到軟件運行結(jié)束后才能被系統(tǒng)回收。

　　下面我們再看看，在使用內(nèi)存的過程中，我們經(jīng)常發(fā)生一些什么樣的錯誤。以及我們應(yīng)該采取哪些對策。

　　發(fā)生內(nèi)存錯誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動發(fā)現(xiàn)這些錯誤，通常是在程序運行時才能捕捉到。而這些錯誤大多沒有明顯的癥狀，時隱時現(xiàn)，增加了改錯的難度。有時用戶怒氣沖沖地把你找來，程序卻沒有發(fā)生任何問題，你一走，錯誤又發(fā)作了。

　　常見的內(nèi)存錯誤及其對策如下：

　　1 內(nèi)存分配未成功，卻使用了它。

　　常用解決辦法是，在使用內(nèi)存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p是函數(shù)的參數(shù)，那么在函數(shù)的入口處用assert(p!=NULL)進行檢查。如果是用malloc或new來申請內(nèi)存，應(yīng)該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進行防錯處理。

　　2 內(nèi)存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。

　　內(nèi)存的缺省初值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標準，盡管有些時候為零值，我們寧可信其無不可信其有。所以無論用何種方式創(chuàng)建數(shù)組，都別忘了賦初值，即便是賦零值也不可省略，不要嫌麻煩。

　　3 內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化，但操作越過了內(nèi)存的邊界。

　　例如在使用數(shù)組時經(jīng)常發(fā)生下標”多1″或者”少1″的操作。特別是在for循環(huán)語句中，循環(huán)次數(shù)很容易搞錯，導(dǎo)致數(shù)組操作越界。

　　4 忘記了釋放內(nèi)存，造成內(nèi)存泄露。

　　含有這種錯誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開始時系統(tǒng)的內(nèi)存充足，你看不到錯誤。終有一次程序突然死掉，系統(tǒng)出現(xiàn)提示：內(nèi)存耗盡。

　　動態(tài)內(nèi)存的申請與釋放必須配對，程序中malloc與free的使用次數(shù)一定要相同，否則肯定有錯誤(new/同理)。

　　5 釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。

　　有三種情況：

　　(1)程序中的對象調(diào)用關(guān)系過于復(fù)雜，實在難以搞清楚某個對象究竟是否已經(jīng)釋放了內(nèi)存，此時應(yīng)該重新設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從根本上解決對象管理的混亂局面。

　　(2)函數(shù)的return語句寫錯了，注意不要返回指向”棧內(nèi)存”的”指針”或者”引用”，因為該內(nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時被自動銷毀。

　　條件編譯命令最常見的形式為：

　　#ifdef 標識符

　　程序段1

　　#else

　　程序段2

　　#endif

　　它的作用是：當(dāng)標識符已經(jīng)被定義過(一般是用#define命令定義)，則對程序段1進行編譯，否則編譯程序段2。

　　其中#else部分也可以沒有，即：

　　#ifdef

　　程序段1

　　#endif

　　這里的”程序段”可以是語句組，也可以是命令行。這種條件編譯可以提高C源程序的通用性。如果一個C源程序在不同計算機系統(tǒng)上系統(tǒng)上運行，而不同的計算機又有一定的差異。例如，我們有一個數(shù)據(jù)類型，在Windows平臺中，應(yīng)該使用long類型表示，而在其他平臺應(yīng)該使用float表示，這樣往往需要對源程序作必要的修改，這就降低了程序的通用性。可以用以下的條件編譯：

　　#ifdef WINDOWS

　　#define MYTYPE long

　　#else

　　#define MYTYPE float

　　#endif

　　如果在Windows上編譯程序，則可以在程序的開始加上

　　#define WINDOWS

　　這樣則編譯下面的命令行：

　　#define MYTYPE long

　　如果在這組條件編譯命令之前曾出現(xiàn)以下命令行：

　　#define WINDOWS 0

　　則預(yù)編譯后程序中的MYTYPE都用float代替。這樣，源程序可以不必作任何修改就可以用于不同類型的計算機系統(tǒng)。當(dāng)然以上介紹的只是一種簡單的情況，可以根據(jù)此思路設(shè)計出其它的條件編譯。

　　例如，在調(diào)試程序時，常常希望輸出一些所需的信息，而在調(diào)試完成后不再輸出這些信息。可以在源程序中插入以下的條件編譯段：

　　#ifdef DEBUG

　　print (“device_open(%p) ”, file);

　　#endif

　　如果在它的前面有以下命令行：

　　#define DEBUG

　　則在程序運行時輸出file指針的值，以便調(diào)試分析。調(diào)試完成后只需將這個define命令行刪除即可。有人可能覺得不用條件編譯也可達此目的，即在調(diào)試時加一批printf語句，調(diào)試后一一將printf語句刪除去。的確，這是可以的。但是，當(dāng)調(diào)試時加的printf語句比較多時，修改的工作量是很大的。用條件編譯，則不必一一刪改printf語句，只需刪除前面的一條”#define DEBUG”命令即可，這時所有的用DEBUG作標識符的條件編譯段都使其中的printf語句不起作用，即起統(tǒng)一控制的作用，如同一個”開關(guān)”一樣。

　　有時也采用下面的形式：

　　#ifndef 標識符

　　程序段1

　　#else

　　程序段2

　　#endif

　　只是第一行與第一種形式不同：將”ifdef”改為”ifndef”。它的作用是：若標識符未被定義則編譯程序段1，否則編譯程序段2。這種形式與第一種形式的作用相反。

　　以上兩種形式用法差不多，根據(jù)需要任選一種，視方便而定。

　　還有一種形式，就是#if后面的是一個表達式，而不是一個簡單的標識符：

　　#if 表達式

　　程序段1

　　#else