C语言数组和指针的理解_在取地址运算上的操作_指针加减操作_a 和&a 的区别

 

1.一个实例+理论分析

 

在了解数组和指针的访问方式前提下,下面再看这个例子:

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main()
{
int a[5]={1,2,3,4,5};
int *ptr=(int *)(&a+1);
printf("%d,%d",*(a+1),*(ptr-1));
}

打印出来的值为多少呢? 这里主要是考查关于指针加减操作的理解


  对指针进行加1操作,得到的是下一个元素的地址,而不是原有地址值直接加1。所 以,一个类型为T的指针的移动,以sizeof(T) 为移动单位。

  因此,对上题来说,a是一个一维数组,数组中有5个元素,所以a的类型是数组指针;ptr是一个int 型的指针,ptr的类型是整型指针。 

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&a + 1:取数组a 的首地址,该地址的值加上sizeof(a) 的值,即&a + 5*sizeof(int),也就是下一个数组的首地址。  

  显然当前指针已经越过了数组的界限。


   (int *)(&a+1): 则是把上一步计算出来的地址,强制转换为int * 类型,赋值给ptr。

  

  *(a+1): a,&a的值是一样的,但意思不一样a是数组首元素的首地址,也就是a[0]的首地址,&a是数组的首地址,a+1是数组下一元素的首地址,即a[1]的首地址,&a+1是下一个数组的首地址。

  所以输出2*(ptr-1):因为ptr是指向a[5],并且ptr是int * 类型,所以*(ptr-1)是指向a[4],输出5。

 

2.Visual C++6.0上的真实调试结果


  这些分析我相信大家都能理解,但是在授课时,学生向我(陈正冲老师)提出了如下问题:


在Visual C++6.0的Watch窗口中&a+1的值怎么会是(x0012ff6d(0x0012ff6c+1)呢?

C语言数组和指针的理解_在取地址运算上的操作_指针加减操作_a 和&a 的区别

 

上图是在Visual C++6.0调试本函数时的截图。

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a在这里代表是的数组首元素的地址即a[0]的首地址,其值为0x0012ff6c
&a代表的是数组的首地址,其值为0x0012ff6c
a+1的值是0x0012ff6c+1*sizeof(int),等于0x0012ff70。 


问题就是&a+1的值怎么会是(x0012ff6d(0x0012ff6c+1)呢?


  按照我们上面的分析应该为0x0012ff6c+5*sizeof(int)。其实很好理解。当你把&a+1放到Watch窗口中观察其值时,表达式&a+1已经脱离其上下文环境,编译器就很简单的把它解析为&a的值然后加上1byte。而a+1的解析就正确,我(陈正冲老师)认为这是Visual C++6.0的一个bug。既然如此,我们怎么证明证明&a+1的值确实为0x0012ff6c+5*sizeof(int)呢?

  很好办,用printf函数打印出来。这就是我在本书前言里所说的,有的时候我们确实需要printf函数才能解决问题。你可以试试用printf("%x",&a+1);打印其值,看是否为0x0012ff6c+5*sizeof(int)。注意如果你用的是printf("%d",&a+1);打印,那你必须在十进制和十六进制之间换算一下,不要冤枉了编译器。
  

  另外我(陈正冲老师)要强调一点:不到非不得已,尽量别使用printf函数,它会使你养成只看结果不问为什么的习惯。比如这个列子,*(a+1)和*(ptr-1)的值完全可以通过Watch窗口来查看。平时初学者很喜欢用“printf("%d,%d",*(a+1),*(ptr-1));”这类的表达式来直接打印出值,如果发现值是正确的就欢天喜地。这个时候往往认为自己的代码没有问题,根本就不去查看其变量的值,更别说是内存和寄存器的值了。(嗯,这个坏习惯,我是有的。)

 

 

3. 最好不要利用printf函数进行调试

 

陈正冲老师的经验与教诲:

 

  更有甚者,printf函数打印出来的值不正确,就措手无策,举手问“老师,我这里为什么不对啊?”。长此以往就养成了很不好的习惯,只看结果,不重调试。这就是为什么同样的几年经验,有的人水平很高,而有的人水平却很低。其根本原因就在于此,往往被一些表面现象所迷惑。printf函数打印出来的值是对的就能说明你的代码一定没问题吗?我看未必。曾经一个学生,我让其实现直接插入排序算法。很快他把函数写完了,把值用printf函数打印出来给我看。我看其代码却发现他使用的算法本质上其实是冒泡排序,只是写得像直接插入排序罢了。等等这种情况数都数不过来,往往犯了错误还以为自己是对的。所以我平时上课之前往往会强调,不到非不得已,不允许使用printf函数,而要自己去查看变量和内存的值。学生的这种不好的习惯也与目前市面上的教材、参考书有关,这些书甚至花大篇幅来介绍scanf和printf这类的函数,却几乎不讲解调试技术。甚至有的书还在讲TruboC 2.0之类的调试器!如此教材教出来的学生质量可想而知。

 

参考:陈正冲老师的《c语言深度剖析》。

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