汇编程序级别的地址运算符和数组

Question

Q1：地址运算符获取该变量的地址。 例如：

int var1;
int *p;
p = &var1;

程序在第3行将var1的地址带到变量p。

这是否意味着CPU创建了一个用于放置var1地址的空间（归因于地址运算符），然后将其赋予p？

问题2：以下代码：

int A[3]= {2, 4, 6};

int *p = A;

printf("%d\n", p);
printf("%d\n", *p);

打印p的值和p的解引用值（A [1]的值），它等效于：

int A[3]= {2, 4, 6};

printf("%d\n", A);
printf("%d\n", *A);

Q2中的第一个示例非常清楚地看到，CPU创建了另一个变量p来存储A的地址。

除了创建另一个变量p之外，第二个示例在CPU中是否做同样的事情？

谢谢

Answer 1

CPU不会“创建变量”。 您可以说编译器通过选择使用的指令在堆栈上为变量创建空间，或者在带有汇编程序指令的静态存储中为.data ， .rodata或.bss节保留空间。

如果将代码放置在http://godbolt.org/上且禁用了优化（ -O0 ），您将看到或多或少的期望，即x86，ARM或任何其他类型的实际asm将为每个变量保留空间它存在于C抽象机中，并在其中实际存储值。

但是在正常编译的实际代码（ -O2或-O3 ）中，编译器利用了“好像”规则，该规则允许它发出它决定将产生与C源代码相同的可观察行为的任何asm指令，包括优化int *p完全int *p并等效于printf("%d\\n", 2); 。 但是，将地址A传递给诸如printf类的外部函数可能会导致编译器实际上在堆栈上创建该数组。 但是您永远不会占用p本身的地址，因此没有理由让p存在于内存中。

Answer 2

恐怕您在这里犯了两件事：

• 使用地址运算符& 。
• 在C中使用数组

&运算符的地址使您可以从与value类型相同的变量构造一个指向value的指针。 这意味着，当您编写：

p = &var1;

C获取变量var1的地址，并将该值存储到指针变量p 。

当您通过名称引用数组时，获得的值是第一个元素的地址，因此

int *p = A;

与A的第一个元素的地址相同， 并将该值分配给int变量p的指针 。

当您这样做时：

int *p = &A;

你正在做的，从一个指针到数组指派int到的类型阵列的变量int ，这是不同的类型。 从历史上看，编译器会自动转换类型并没有给出任何指示，但由于它是错误的，因此可能会混淆多个。 它在我的编译器上发出警告，尽管：

$ make pru2.o
cc -O -pipe -c pru2.c -o pru2.o
pru2.c:5:6: warning: incompatible pointer types initializing 'int *' with an expression of type 'int (*)[20]'
      [-Wincompatible-pointer-types]
int *q = &A;
     ^   ~~
1 warning generated.

这在以后发布的代码中得到体现：

printf("%d\n", A); /* this is the same ass &A[0] */
printf("%d\n", *A); /* dereference that, as *(&A[0]) == A[0] */

在这里，重要的是（使用数组时）清楚地区分

&A

和

A

是不同的表达式，它们赋予（通常，否则认为是未定义的行为）相同的地址值，但作为指向不同类型的指针。

&A  

是数组A的地址，因此被定义为type

int (*)[sizeof A / sizeof A[0]]

而

A

表示A的第一个元素的地址，因此它被定义为type

int *

（指向int指针）可以通过简单地打印指向取消引用的指针的大小来显示，如：

int A[20];

...

printf("sizeof *(&A) == %z\n", sizeof *(&A));

和

printf("sizeof *A == %z\n", sizeof *A);

（第一个将为您提供完整数组的大小，表明数组A的地址是指向20个int s的数组的指针，而第二个将为您提供A的第一个元素的大小，表明它的大小指向单个int元素）

通常，数组在C语言中使用的方式非常有限，因为它们在许多情况下都与指针相似，因此无法通过值进行传递-使用数组名作为函数的参数将指针传递给第一个元素，使用数组的地址可使编译器传递相同的值，但作为指向n个元素的数组的指针---被调用的函数会将其视为简单的指针值，因为未指定的数组后缀[]将由编译器转换为指针定义。

Answer 3

Q1：不，地址运算符不是var1在堆栈上有空间的原因。 每当您在“本地”声明任何变量时，“计算机”都会在堆栈中为该变量分配内存。

问题2：是的。 请注意，在某些情况下，可以互换数组和指针。 也就是说，对于int [] my_array和int * ptr ， *my_array和*ptr都将为您提供数组的第一个元素