变量的外部指针 vs 数组

Question

变量的外部指针 vs 数组

4

我知道这个话题已经被提到了几次，但是我还是不理解。

char a[] = "hello";
char *p = "world";

创建一个名为"a"的数组。该变量只是指向第一个内存地址的标签。 p是一个变量（==另一个内存地址的标签），包含第一个字符（w - 可能在内存中的其他地方）的地址。

我不明白这个主题中的例子（谢谢！）：使用extern将数组与指针链接。

extern1.c

extern int *array;
int test();

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf ("in main: array address = %x\n", array);
    test();
    return 0;
}

extern2.c

int array[10] = {1, 2, 3};

int test()
{
    printf ("in test: array address = %x\n", array);
    return 0;
}

为什么extern1中的指针变量"extern int *array"（相当于一个内存地址标签，包含另一个地址）已经包含了array[0]的内容？

与此有何区别？

int array[10] = {1, 2, 3};
int *ptrArrWorking = array; // == &array[0];

在外部情况下，它可能是这样的。

int array[10] = {1, 2, 3};
int *ptrArrNotWorking = array[0];

编辑：为了更明确，让我们将上面的示例解释为

int array[10] = {1, 2, 3};
int *ptrArrNotWorking = (int *)array[0];

因此，这模拟了在外部示例中可以看到的相同行为。

间接寻址在哪里隐藏？

非常感谢。

- Jan

在第二种情况下，您应该编写&array [0]，这与array相同。 - Ajay Brahmakshatriya

在 extern 的情况下它能够工作是因为类型被定义为 int*，并且名称与数组相同。因此它们是同一物体。 - Ajay Brahmakshatriya

*ptrArrWorking = array = &array[0]，这不是正确的吗？这已经在行注释中了。如果它们是相同的东西，为什么指针指向第一个元素而不是整个数组？ - Jan

是的，你的第一个情况是正确的。评论也是正确的。但是你对extern情况的解释是不正确的。 - Ajay Brahmakshatriya

3个回答

0

extern 只是声明变量，但不定义变量。

这意味着 array 变量（在 extern1.c 中声明为 extern）实际上只是在 extern2.c 中定义的变量 array 的别名。

- Dmitry Egorov

这可能是关键点。这怎么解释呢？我仍然不明白，额外的间接引用是从哪里来的。它是否有技术原因（在汇编/架构层面上）或者是编译器/ C 标准的约定？顺便问一下，它是否有效，还是实现定义或者未定义行为？ - Jan

0

创建一个名为“a”的数组。变量只是第一个内存地址的标签。

不，a是整个数组hello\0。每当在表达式中使用标识符a时，数组就会“衰减”为指向其第一个元素的指针。也就是说，在使用a的表达式中，您将得到一个临时的char*指向字母'h'。

可以这样想：数组就像通往罗马的道路。您问编译器“通往罗马的道路在哪里，我需要访问它”，然后它会乐意地为您设置一个临时的路标。这并不意味着通往罗马的道路变成了路标。也不意味着路标本身就是通往罗马的道路。同样，仅因为您正在驾驶（访问）它，通往罗马的道路并不会变成路标。

为什么extern1中的指针变量“extern int *array”（==内存地址的标签，包含其他地址）已经包含array[0]的内容？

不行。你不能写extern int* array并期望得到一个指向在其他地方分配的数组int array[10]中第一个项目的指针。因为数组不是指针，指针也不是数组。

在示例中发生的情况是代码调用未定义的行为（错误），程序员欺骗编译器并说“存储在这里的实际上是指针，请相信我”，即使那里没有指针，而是整数。

所以在特定系统上发生的情况是，您得到指针地址设置为1。而不是指向的数据。这是您无法依赖的事情；如果指针和整数在给定系统上具有不同的大小或表示，则代码可能会崩溃。

使用关于道路的类比，您的编译器是司机，CPU的程序计数器是汽车。使用extern int *array告诉编译器“那边的东西是路标！”，指的是实际的道路。然后编译器盲目地按照您告诉它的方式尝试解释某些方向，并让汽车跟随它，之后它就会跑到荒野中，很可能会崩溃，肯定永远不会到达罗马。

在这里：

int array[10] = {1, 2, 3};
int *ptrArrWorking = array; // == &array[0];

你将指针设置为指向数组中的第一个项目。这意味着指针将获取该项存储的内存地址。你不会将地址本身设置为1，在大多数系统上这很可能是无意义的。

在extern情况下，它可能是这样的

int array[10] = {1, 2, 3};
int *ptrArrNotWorking = array[0];

没错，这段代码毫无意义。实际上，它甚至不是有效的 C 代码，因为你不能直接将整数赋值给指针，必须先进行转换 - 这可以通过类型转换来完成。

- Lundin

这里提到a只是第一个元素内存地址的标签。这是不正确的吗？我知道如果欺骗编译器会发生一些不好的事情。只是想知道真正发生了什么，以及是否存在未定义/实现定义问题。我在主要问题中添加了显式转换int *ptrArrNotWorking = array [0]; - Jan

@Jan 在C语言中，“类型数组”数据类型指的是整个内存块，而不仅仅是第一个地址。自然地，数组本身的地址将与第一个元素的地址相同。尽管该教程试图简化数组概念，但它似乎大部分是正确的。数组类型实际上还包含有关编译器如何确定数组大小的内部信息，并且它是一种独特的类型。 - Lundin

如果在表达式中使用数组，它是否也会衰变为指向第一个元素地址的指针？我知道在将其作为函数参数传递时是正确的。 - Jan

@Jan 我相信我的回答的第一句已经解决了这个问题。 - Lundin

是的，没错。只是想确认一下是否正确——因为我之前认为这只适用于参数传递。我想给你点赞，但不允许:( 谢谢！ - Jan

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Quentin · Accepted Answer

您在extern2.c中定义了一个名为array的对象：

int array[10] = {1, 2, 3};

这是一个包含十个 int 的连续内存段。在将其传递给 test 中的 printf 时，它会衰减为指向其第一个元素的指针 - 这就是数组传递给函数的方式。因此，printf 打印第一个 int 的地址。

然而，在 extern1.c 中，当你再次声明 array 时却撒了谎：

extern int *array;

这个代码假定 array 是一个指针，一个保存其他东西地址的单个对象。这种不匹配使程序“不合规范，无需诊断”。这是标准术语，意思是“严重破坏”——从此程序是否编译，以及在运行时实际执行什么都没有要求。

实际上，在那个错误的声明后面的代码确实会将 array 视为指针。因此，当你将 array 传递给 printf 时，它将从数组开头截取一些字节（通常是4或8，具体取决于平台），大喊“这就是指针”，然后将其提供给 printf。

当然，它实际上不是有效的指针，而只是拼凑在一起的前几个 int 的位，因此你看到的是无意义的东西。