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C数组和指针：等价的指向数组元素的指针

carrayspointers
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编辑：之前提出的类似问题并没有涉及到与此问题相关的一些观点。

在Kernighan和Ritchie的ANSI C书籍中，他们说以下两种写法是等价的：

  • a[i]
  • *(a+i)

我不明白对于占用多个地址空间的元素（例如结构体）来说，这怎么可能是正确的。

请解释一下？编辑：感谢所有的回答，但我还是不太理解。看起来我和@CucumisSativus有同样的困惑，因为他的回答和评论中都提到了这个问题。

假设sizeof(*a)是3。如果由于某种原因我想访问a中第一个元素的中间字节，我认为应该这样做：*(a+1)。

假设a的地址是10，每个元素的大小是20。我们想要获取指向第二个元素的指针。据我所知，我们可以这样做：p = (10 + 20)。我认为这等价于&a[1]。

我真的很难解释我不理解的地方！！

请查看此链接：http://stackoverflow.com/questions/21544177/array-of-structures-and-pointer-arithmetic - tesseract
数组下标运算符 [] 在标准中已经被定义，没有太多需要解释的。 - Yu Hao
它被称为“指针算术”，在学习C语言时至少会咬你一次。 - Stefano Sanfilippo
你说的“多个地址空间”是什么意思？你是在指K&R中可以找到的“地址空间”的某个定义吗？ - n. m.
5个回答
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C语言中，指针算术运算与普通整数算术运算有所不同。将整数i加到指针p上会使内存地址增加i * sizeof(*p)，即i乘以指向类型的大小。

有趣但实际上没什么用的一点是：由于p[i]的定义为*(p+i)，表达式i[p]也等效于相同的表达式…

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+运算符并不是指在地址空间中的下一个元素。
增量由涉及的数据类型的大小定义。因此，如果a是指向整数的指针，则a + 1将引用下一个int，如果a是指向struct的指针，则a + 1将引用下一个 struct。
不是指向地址空间中的下一个元素。它是指向同类型指针的下一个元素的起始点。 - Grijesh Chauhan
@GrijeshChauhan 是的。通过地址空间，我指的是体系结构的字长，这也是OP所考虑的。 - axiom
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假设我们有一个整数指针和一个字符指针，如下所示：
int *a; char *b;
现在假设a存储在位置10000，b存储在位置20000。
通过执行以下操作：
*(a+1) : It will return the value contained in address 10004 i.e. (10000+4)
*(b+1) : It will return the value contained in address 20001 i.e. (20000+1)

原因：

指针加法不同于普通算术加法。如果将1添加到整数指针中，则该指针会沿着整数的大小向前移动到一个位置。因此，在这种情况下，它会将指针提前到10004。由于字符只有1个字节长，所以它会将指针提前1个字节。

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a+i在伪代码中的翻译大致如下

  *(a+i*sizeof(variableType))
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不，将 *(a+i) 输入代码中等同于 a[i] - 如果你输入 *(a+i*sizeof(*a))，除非 sizeof(*a) 等于 1，否则会超过范围。 - Arkku
@Arkku 对，我写的更像是伪代码而不是纯粹的C语言。但你说得对，我表述不够清晰。 - CucumisSativus
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你代码的问题在于它是合法的 C 代码。如果您编写伪代码，请在答案中明确说明或使用一个清晰明了的（完全不相关的）句法。 - Stefano Sanfilippo
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我读了更多的K&R，并找到了拼图的缺失部分，使我能够理性地解释发生的事情。（是否正确仍有待讨论！）

根据我的理解，以下内容是无效的：

p = (10 + 20)
  • 鉴于引用的话：“指针和整数不能互换。零是唯一的例外。”
  • 我理解这意味着 *(a+i) 不执行直接的整数算术。
  • 我相信这种行为是由表达式中指针的存在所决定的。

再次引用K&R以及其他回答我的问题的人，涉及：

  1. 一个指针和
  2. 一个或多个整数

的算术运算的确切行为如下定义："n根据p指向的对象的大小进行缩放，该大小由p的声明确定"。

我意识到让我感到困惑的原因是：过去我曾经能够使用 printf() 输出指针的实际地址值。我相信这是“未定义的行为”，我使用的编译器碰巧通过将指针视为整数来处理它。

同样，根据上述两个编号的要点以及使用它们的定义，我认为将两个指针相加（相同类型的）会导致未定义的行为，更确切地说，将两个不同类型的指针相加。

要获取整数的第n个字节，请参见this question。

K&R随后补充说以下是合法的指针操作：

  • 将一个指针赋值给另一个指针（相同类型）
  • 添加或减去指针和整数
  • 从另一个指针中减去一个指针（到相同数组）
  • 比较指针（到相同数组）
  • 分配/比较为0

所有其他指针算术都是非法的。

“n根据p指向的对象的大小进行缩放，这取决于p的声明。” 这正是我和Arrku所说的。 - axiom
是的，正如我在我的回答中所说，“引用K＆R和其他人对我的问题提供的答案”，因此我承认了您的回复。让我理解的是K＆R的另一个引用：“指针和整数不可互换”。我仍然给了您的答案+1。 - Jodes
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