C语言数组应用

一、数组的内存布局

先看下面的例子:
   int a[5];
所有人都明白这里定义了一个数组,其包含了5 个int 型的数据。我们可以用a[0],a[1]等来访问数组里面的每一个元素,那么这些元素的名字就是a[0],a[1]…吗?看下面的示意图:

如上图所示,当我们定义一个数组a 时,编译器根据指定的元素个数和元素的类型分配确定大小(元素类型大小*元素个数)的一块内存,并把这块内存的名字命名为a。名字a 一旦与这块内存匹配就不能被改变。a[0],a[1]等为a 的元素,但并非元素的名字。数组的每一个元素都是没有名字的。那现在再来回答第一章讲解sizeof 关键字时的几个问题:
   sizeof(a)的值为sizeof(int)*5,32 位系统下为20。
   sizeof(a[0])的值为sizeof(int),32 位系统下为4。
sizeof(a[5])的值在32 位系统下为4。并没有出错,为什么呢?我们讲过sizeof 是关键字不是函数。函数求值是在运行的时候,而关键字sizeof 求值是在编译的时候。虽然并不存在a[5]这个元素,但是这里也并没有去真正访问a[5],而是仅仅根据数组元素的类型来确定其值。所以这里使用a[5]并不会出错。

sizeof(&a[0])的值在32 位系下为4,这很好理解。取元素a[0]的首地址。

sizeof(&a)的值在32 位系统下也为4,这也很好理解。取数组a 的首地址。但是在VisualC++6.0 上,这个值为20,我认为是错误的。

二、省政府和市政的区别----&a[0]和&a 的区别

这里&a[0]和&a 到底有什么区别呢?a[0]是一个元素,a 是整个数组,虽然&a[0]和&a的值一样,但其意义不一样。前者是数组首元素的首地址,而后者是数组的首地址。举个例子:湖南的省政府在长沙,而长沙的市政府也在长沙。两个政府都在长沙,但其代表的意义完全不同。这里也是同一个意思。

三、数组名a 作为左值和右值的区别

简单而言,出现在赋值符“=”右边的就是右值,出现在赋值符“=”左边的就是左值。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 的含义是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。

C 语言引入一个术语-----“可修改的左值”。意思就是,出现在赋值符左边的符号所代表的地址上的内容一定是可以被修改的。换句话说,就是我们只能给非只读变量赋值。

既然已经明白左值和右值的区别,下面就讨论一下数组作为左值和右值的情况:
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。