C Program进阶-数组

(一)数组的内存布局

对于语句int a[5]; 我们明白这里定义了一个数组，数组里有5个元素，每一个元素都是int类型，我们可以用a[0],a[1]等访问数组里的元素，但是这些元素的名字就是a[0],a[1]吗？

请看下面的内存布局图：

如上图所示，当我们定义一个数组int a[5],编译器根据指定的数组元素以及数组元素类型分配内存，分配内存的大小是：元素类型大小*元素个数，并且把这个空间命名为a，a[0],a[1]是数组a的元素，但不是数组元素的名字，数组的每一个元素是没有名字的。

我们再来看看sizeof关键字的几个问题：

sizeof(a)的值是sizeof(int)*5,32位系统下是20；

sizeof(a[0])的值是sizeof(int),32位系统下是4；

sizeof(&a[0])的值在32位系统下为4，这很好理解，取首元素a[0]的首地址；

sizeof(&a)的值也是4，取数组a的首地址。

程序：

 #include <stdio.h>

 void main()
 {
     int a[] = {, , , , };
     printf("sizeof(a):%d\n", sizeof(a));
     printf("sizeof(a[0]):%d\n", sizeof(a[]));
     printf("sizeof(&a[0]):%d\n", sizeof(&a[]));
     printf("sizeof(&a):%d\n", sizeof(&a));
 }

程序输出：

 sizeof(a):
 sizeof(a[]):
 sizeof(&a[]):
 sizeof(&a):

(二)省政府和市政府的区别-&a和&a[0]

我们首先在程序中把&a和&a[0]的值打印出来：

 #include <stdio.h>

 void main()
 {
     int a[] = {, , , , };
     printf("&a:%d, &a[0]:%d\n", &a, &a[]);
 }

其结果是： &a:, &a[]:

我们发现这两者的值是一样的，那么这两者有什么区别呢？a是整个数组，而a[0]是数组首元素，因此&a是整个数组首地址，&a[0]是数组首元素地址，举个例子更好理解：湖南的省政府在长沙，而长沙的市政府也在长沙，二者地址一样，但代表的意义却完全不同。

(三)数组名a作为左值和右值的区别

先来理解下左值和右值：

简而言之，出现在赋值符号“=”左边的就是左值，而右边则是右值，

比如x=y；

左值：在这个上下文环境中，编译器认为x的含义是x所代表的地址，这个地址只有编译器知道，在编译的时候确定，编译器在一个特定的区域保存这个地址，我们完全不必考虑这个地址保存在哪里；

右值：在这个上下文环境中，编译器认为y的韩式是y所代表的地址里面的内容。这个内容是什么，只有到运行时才知道。

既然明白了左值和右值的区别，下面就讨论下数组作为左值和右值的区别：

当a 作为右值的时候代表的是什么意思呢？很多书认为是数组的首地址，其实这是非常错误的。a 作为右值时其意义与&a[0]是一样，代表的是数组首元素的首地址，而不是数组的首地址。这是两码事。但是注意，这仅仅是代表，并没有一个地方（这只是简单的这么认为，其具体实现细节不作过多讨论）来存储这个地址，也就是说编译器并没有为数组a分配一块内存来存其地址，这一点就与指针有很大的差别。

a 作为右值，我们清楚了其含义，那作为左值呢？
a 不能作为左值！这个错误几乎每一个学生都犯过。编译器会认为数组名作为左值代表的意思是a 的首元素的首地址，但是这个地址开始的一块内存是一个总体，我们只能访问数组的某个元素而无法把数组当一个总体进行访问。所以我们可以把a[i]当左值，而无法把a当左值。其实我们完全可以把a 当一个普通的变量来看，只不过这个变量内部分为很多小块，我们只能通过分别访问这些小块来达到访问整个变量a 的目的。

(四)a和&a的区别

对于数组int a[5];若我们要定义指针变量接受a,我们可以这样做 int *pa = a; 但是我们若要定义指针接受&a，使用int *pa = &a却不行，编译器报错a value of type "int(*)[5]" cannot be assigned to an entity of type "int *",从这个报错我们知道&a的类型是int(*)[5]，这是一个指向数组指针，数组里有5个元素。

为了看到a,&a的区别，

我们将a和&a的值打印出来： printf("a:%d, &a:%d\n", a, &a); ，并将a+1和&a+1打印： printf("a+1:%d, &a+1:%d\n", a+, &a+);

其结果是：

 a:, &a:
 a+:, &a+:

从上面两行的打印我们可以看出，数组名a里存放的是数组首元素的地址，而&a是整个数组的地址，这两者在值上是一样的，但是a和&a 做+1操作时，a+1增加的是一个元素的大小4，而&a+1增加的是整个数组的大小20。