应用于数组与指针的C中的&运算符的区别

Question

假设我们有以下内容：

int foo[4] = {1, 2, 3, 4};

foo 将指向数组的第一个元素。 我们可以这样做：

printf("%p", foo); // OUTPUT is some address 0xffffcc00

现在如果我们这样做：

printf("%p", &foo); // OUTPUT is the same address 0xffffcc00

在网上搜索时，我看到用于 &<array-name> 的这种语法会获取整个数组的地址。这解释了上面两个相同值的原因，因为起始元素的地址与整个数组的地址相同。

但总体来说，我的理解是 & 应该取右侧任何东西的地址。（例如，在这种情况下，它“应该”获得指向数组第一个元素的指针的地址。）

那么为什么 &foo 没有获取指针 foo 的地址呢？ 如果这是C语言的异常情况，那么它是唯一的异常情况吗？还是还有其他类似的情况？

- Fuad

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“为什么&foo不能获取指针foo的地址？” --> foo不是一个指针，而是一个数组。&foo不是“指向数组第一个元素的指针的地址”，而是整个数组的地址。 - chux - Reinstate Monica

请将您的无用回答编辑为此问题的附加信息。 - Yunnosch

C11标准-6.3.2.1其他操作数-Lvalues、数组和函数指示器(p3) - David C. Rankin

Answer 1

有一个普遍的误解，认为指针和数组是同一物。它们不是，但它们是相关的。

你的第一个示例是有效的：

printf("%p", foo);

因为在大多数情况下，数组会衰减成为指向数组第一个元素的指针。

其中一种不是这样的情况是，当数组是取地址运算符&的操作数时。这将给出整个数组的地址，而不仅仅是第一个元素的地址（即使值相同）。

这在C标准的6.3.2.1p3节中有详细说明：

除非它是sizeof运算符、_Alignof运算符或一元&运算符的操作数，或者是用于初始化数组的字符串字面值，否则具有“类型为数组的type”类型的表达式将被转换为具有“指向该数组对象的初始元素的type指针”类型的表达式，并且不是左值。如果数组对象具有寄存器存储类，则其行为未定义。

- dbush

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@Yunnosch array 本身是一个 lvalue，虽然不可更改。我引用的段落指定了何时将数组从 lvalue 转换为 rvalue，其中排除了提到的三个运算符。 - dbush

嗯，“是一个lvalue，尽管不是可修改的”，这并不符合我的“lvalue”的理解。不是说你错了，能否提供lvalue的定义链接，让我进一步了解一下？ - Yunnosch

@Yunnosch 6.3.2.1p1 定义了 可修改的左值。基本上它意味着可以出现在赋值语句的左侧，而裸数组则不能。 - dbush

一个数组会衰变成为指向该数组第一个元素的指针。个人而言，我更喜欢说“一个数组会衰变成为该数组第一个元素的地址（在任何函数调用中都会作为指针传递）”。这显然更长，但在我看来更准确，因为它捕捉了无法对裸数组进行赋值的情况。 - Andrew Henle

@endolith 数值相同但类型不同。 - dbush

Answer 2

指针用于以替代的简易方式访问数组元素。在低级编程中，每个变量都有一个内存地址来分配。顺便说一下，数组也是一个变量名，就像标量变量一样。

与标量变量不同，数组变量具有一些特点：

• 元素列表（序列）按照连续的内存地址分配。
• 因此，我们可以通过使用第一个元素的地址获取所有元素。

知道了吗，数组名称==第一个元素的地址==数组的地址

(foo == &foo == &foo[0])

所以，当您尝试使用此符号foo获取元素时，最初它指向(&foo + 0)，因此根据ith值，您可以逐个访问所有元素。希望这个答案会有所帮助：）

- VJAYSLN

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foo == &foo 就像说 42 == 42.0. 在两种情况下，数值是等价的，但类型不同。 - chux - Reinstate Monica

Answer 3

我更喜欢使用this explanation来解释“&基本上意味着“取地址运算符””这个论点。所以，数组不是指针！但是一个数组可以自动“衰变”成为一个指针。在你的情况下，它会变成&foo[0]。但是&foo是一个指向四个整数数组的指针，因为它的类型。要获取PoC，您需要在GDB下检查ptype foo与ptype &foo。

- storenth