Question

总是这样，我的意思是，数组名称总是指向数组的第一个元素的指针。为什么呢？它是实现有点事物还是语言特征？

Answer 1

数组名称本身不是指针，但在大多数上下文中衰减为指向数组第一个元素的指针。就是这样，因为语言就是这样定义的。

来自C11 6.3.2.1 Lvalues，数组和函数指示符，第3段：

除非是 sizeof 运算符的操作数， _Alignof 运算符或一元 {{1} } 运算符，或者是用于初始化数组的字符串文字，类型为“ type ”的表达式转换为类型为“指向类型<的指针的表达式” / em>“指向数组对象的初始元素，而不是左值。

您可以从Arrays and Pointers的comp.lang.c FAQ部分了解有关此主题的更多信息（以及涉及的微妙行为）。

编辑抛开：同样的行为发生在C ++中，尽管语言指定它有点不同。作为参考，我在这里有一个C ++ 11草案， 4.2数组到指针转换，第1段：

“& N数组”或“T未知范围数组”的左值或右值可以转换为“指向{{1的指针”的右值}}”。结果是指向数组的第一个元素的指针。

Answer 2

可以找到此行为的历史原因here。

C源自一个名为B的早期语言（go figure）。 B是无类型语言，内存被视为“单元格”的线性数组，基本上是无符号整数。

在B中，当您声明N元素数组时，如

auto a[10];

为数组分配N个单元格，并留出另一个单元格来存储第一个元素的地址，该元素绑定到变量a。与在C中一样，数组索引是通过指针算法完成的：

a[j] == *(a+j)

这很好用，直到Ritchie开始向C语言添加结构类型。他在文章中给出的例子是一个假设的文件系统条目，它是一个节点id后跟一个名字：

struct {
  int inumber;
  char name[14];
};

他希望struct类型的内容与磁盘上的数据相匹配;一个整数的2个字节，紧接着是14个字节的名称。没有把指针存放到数组的第一个元素的好地方。

所以他摆脱了它。他没有为指针设置存储空间，而是设计了语言，以便从数组表达式本身计算指针值。

顺便说一下，这就是为什么数组表达式不能作为赋值的目标;它与写3 = 4;实际上是一回事 - 你试图将值赋给另一个值。

Answer 3

Carl Norum已经就这个问题给出了语言律师的答案（并得到了我的支持），这里有实施细节答案：

对于计算机，内存中的任何对象只是一个字节范围，就内存处理而言，由第一个字节的地址和字节大小唯一标识。即使你的内存中有int，它的地址也不过是第一个字节的地址。大小几乎总是隐式的：如果将指针传递给int，编译器就知道它的大小，因为它知道该地址的字节将被解释为int。结构也是如此：它们的地址是第一个字节的地址，它们的大小是隐含的。

现在，语言设计人员可以使用与结构一样的数组来实现类似的语义，但是他们没有充分的理由：与传递指针相比，复制效率比现在更低效，结构已经在大多数情况下使用指针传递，并且数组通常意味着很大。通过语言对它们强制施加价值语义是非常大的。

因此，通过指定数组的名称实际上等于指针，数组只是被迫成为内存对象。为了不打破数组与其他内存对象的相似性，大小再次被认为是隐式的（对于语言实现，而不是程序员！）：编译器在传递时可能会忘记数组的大小在其他地方，依靠程序员知道，数组中有多少个对象。

这样做的好处是阵列访问非常简单;它们衰减到指针算术的问题，将索引与数组中对象的大小相乘，并将该偏移量添加到指针。这就是a[5]与5[a]完全相同的原因，它是*(a + 5)的缩写。

另一个与性能相关的方面是从阵列制作子阵列非常简单：只需要计算起始地址。没有任何东西会迫使我们将数据复制到一个新的数组中，我们只需要记住使用正确的大小......

所以，是的，它在实现简单性和性能方面有深刻的理由，数组名称会以它们的方式衰减，我们应该为此感到高兴。

为什么数组名称是指向数组第一个元素的指针？

3 个答案: