初学者关于数组和指针的问题

Question

我是 C++ 和一般编程的新手。 当我学习指针和数组的概念时，我感到困惑。 需要int*p = arr; int arr[]={5,1}; int*p = arr; int arr[]={5,1}; 举个例子。 我了解到arr也是一个指针。

                                p(a pointer)                          arr[0]
the thing it stores:    [first element address: 601]                   [5]
its memory         :                501                                601
address(just make 
some fake address)

However,                                 arr(the pointer)
                                  [first element address: 601]
                                               601

通常，指针应该具有与数组不同的地址。 但是，作为指向第一个元素的指针的arr与第一个元素具有相同的地址。 所以我觉得很迷茫。 而且我想知道是不是因为arr[0]的内存盒被分成了两部分：一部分用于arr[0] ，另一部分用于指针arr ，以便它们在内存中具有相同的地址。

Answer 1

我了解到arr也是一个指针。

然后你被教导了一些错误的东西，这可能是你困惑的原因。

如果你有int arr[] = {5, 1}; 那么arr是一个数组，而不是一个指针。 数组可以隐式转换为指向其第一个元素的指针。 但是数组本身仍然是一个数组。 例如，制作一个int arr[512]; 并检查sizeof(arr)将是什么。 如果arr是一个指针，那么它应该与sizeof(int*) 。 但这不是因为数组不是指针。 它们是数组……

如果你写

int arr[] = {5, 1, 3};
int* p = arr;

你最终得到的是这样的：

  arr
       +---+---+---+
0xA0:  | 5 | 1 | 3 |
       +---+---+---+

  p
       +-------+
0xB0:  |  0xA0 |
       +-------+

在内存中的某个地方，假设在地址 0xA0 处，会有一个由三个int的数组的对象。 标识符arr只是在代码中表示此数组对象的名称。 该数组对象包含三个一个接一个放置的int对象。 各个int （数组的元素）是完整数组对象的子对象。 请注意，完整数组对象的地址与作为第一个数组元素的子对象的地址相同。 然而，数组对象arr之间存在差异，它是int[3]类型并包含整个数组，与第一个元素是int类型。

同样在内存中，假设在地址 0xB0 处，会有另一个int*类型的对象。 标识符p只是在代码中表示此指针对象的名称。 p是一个完全独立于arr对象。 它存在于一个完全不同的地址。 p被初始化为指向表达式arr的结果。 表达式arr表示我们的数组。 指针和数组是完全不同的东西。 将数组分配给指针有什么意义！？ 到底是怎么回事？

理解为什么int* p = arr; 工作和它的作用，让我们稍微回顾一下并考虑我们将如何实际访问arr的元素。 如果我们知道数组元素开始的地址，我们可以通过将元素大小乘以元素索引来简单地计算任何元素的地址。 这正是 C++ 中指针运算的工作原理（这不是巧合）：给定一个指向数组第一个元素的指针p ，我们可以通过将它们加在一起来获得指向第i个元素的指针： p + i 。 事实上，元素访问的下标运算符[] ，例如p[i]字面上定义为*(p + i)简写符号。

因此，虽然数组和指针是完全不同的东西，但数组只有在指针出现后才真正有用。 使用数组通常需要访问其元素。 访问数组的元素通常需要指针。 由于您通常需要一个指向第一个元素的指针才能真正将数组用于任何事物，因此在 C 和 C++ 中，数组可以隐式转换为指向其第一个元素的指针。

当你写p = arr ，你真正写的是p = &arr[0] 。 因为，虽然您不能将数组分配给指针，但可以将int数组隐式转换为指向数组第一个元素的int* 。 并且int*可以分配给一个指针。 这就是为什么我们上面例子中的p将包含数组第一个元素的地址（恰好与数组的地址相同）。

然而，由于数组是数组，而不是指针（如果需要，它们可以被转换为指向第一个元素的指针），获取像&arr这样的数组的地址将导致指向数组对象本身的指针（正如我们有看到，与第一个元素具有相同的地址）。 &arr的类型将是int(*)[3] （指向三个int数组的指针）。 与&p不同，它实际上是一个指向int指针的指针……

注意：当你写arr[2] ，你真正写的是*((&arr[0]) + 2)因为[]操作符作用于指针。 数组不是指针，而是可以隐式转换为指向它们的第一个元素的指针......

Answer 2

我建议指针不是 C++ 中的初学者主题，它们大多只是从 C 继承而来。如果可以，您应该避免使用它们并使用STL Containers 。

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在您的代码示例中， arr的类型是int[2] 。 你应该把它在内存中看作是这样的：

arr --+
      |
      v
    +---+---+
    | 5 | 1 |
    +---+---+

arr包含的值是第一个元素（ 5 ）的位置。 arr本质上是一个指向那个5的指针。 唯一的区别是类型（ int[2] ）也记住了有多少元素。

赋值语句p = arr有效，因为p的类型是int* ， int[]可以衰减到。