一、指針數組和數組指針的內存布局
初學(xué)者總是分不出指針數組與數組指針的區別。其實(shí)很好理解：
指針數組：首先它是一個(gè)數組，數組的元素都是指針，數組占多少個(gè)字節由數組本身決定。它是“儲存指針的數組”的簡(jiǎn)稱(chēng)。
數組指針：首先它是一個(gè)指針，它指向一個(gè)數組。在32 位系統下永遠是占4 個(gè)字節，至于它指向的數組占多少字節，不知道。它是“指向數組的指針”的簡(jiǎn)稱(chēng)。下面到底哪個(gè)是數組指針，哪個(gè)是指針數組呢：
A)
int *p1[10];
B)
int (*p2)[10];
每次上課問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，總有弄不清楚的。這里需要明白一個(gè)符號之間的優(yōu)先級問(wèn)題。
“[]”的優(yōu)先級比“*”要高。p1 先與“[]”結合，構成一個(gè)數組的定義，數組名為p1，int *修飾的是數組的內容，即數組的每個(gè)元素。那現在我們清楚，這是一個(gè)數組，其包含10 個(gè)指向int 類(lèi)型數據的指針，即指針數組。至于p2 就更好理解了，在這里“（）”的優(yōu)先級比“[]”高，“*”號和p2 構成一個(gè)指針的定義，指針變量名為p2，int 修飾的是數組的內容，即數組的每個(gè)元素。數組在這里并沒(méi)有名字，是個(gè)匿名數組。那現在我們清楚p2 是一個(gè)指針，它指向一個(gè)包含10 個(gè)int 類(lèi)型數據的數組，即數組指針。我們可以借助下面的圖加深理解：
二、int (*)[10] p2-----也許應該這么定義數組指針
這里有個(gè)有意思的話(huà)題值得探討一下：平時(shí)我們定義指針不都是在數據類(lèi)型后面加上指針變量名么？這個(gè)指針p2 的定義怎么不是按照這個(gè)語(yǔ)法來(lái)定義的呢？也許我們應該這樣來(lái)定義p2：
int (*)[10] p2;
int (*)[10]是指針類(lèi)型，p2 是指針變量。這樣看起來(lái)的確不錯，不過(guò)就是樣子有些別扭。其實(shí)數組指針的原型確實(shí)就是這樣子的，只不過(guò)為了方便與好看把指針變量p2 前移了而已。你私下完全可以這么理解這點(diǎn)。雖然編譯器不這么想。^_^
三、再論a 和&a 之間的區別
既然這樣，那問(wèn)題就來(lái)了。前面我們講過(guò)a 和&a 之間的區別，現在再來(lái)看看下面的代碼：
int main()
{
char a[5]={'A','B','C','D'};
char (*p3)[5] = &a;
char (*p4)[5] = a;
return 0;
}
上面對p3 和p4 的使用，哪個(gè)正確呢？p3+1 的值會(huì )是什么？p4+1 的值又會(huì )是什么？毫無(wú)疑問(wèn)，p3 和p4 都是數組指針，指向的是整個(gè)數組。&a 是整個(gè)數組的首地址，a是數組首元素的首地址，其值相同但意義不同。在C 語(yǔ)言里，賦值符號“=”號兩邊的數據類(lèi)型必須是相同的，如果不同需要顯示或隱式的類(lèi)型轉換。p3 這個(gè)定義的“=”號兩邊的數據類(lèi)型完全一致，而p4 這個(gè)定義的“=”號兩邊的數據類(lèi)型就不一致了。左邊的類(lèi)型是指向整個(gè)數組的指針，右邊的數據類(lèi)型是指向單個(gè)字符的指針。在Visual C++6.0 上給出如下警告：
warning C4047: 'initializing' : 'char (*)[5]' differs in levels of indirection from 'char *'。
還好，這里雖然給出了警告，但由于&a 和a 的值一樣，而變量作為右值時(shí)編譯器只是取變量的值，所以運行并沒(méi)有什么問(wèn)題。不過(guò)我仍然警告你別這么用。
既然現在清楚了p3 和p4 都是指向整個(gè)數組的，那p3+1 和p4+1 的值就很好理解了。
但是如果修改一下代碼，會(huì )有什么問(wèn)題？p3+1 和p4+1 的值又是多少呢？
int main()
{
char a[5]={'A','B','C','D'};
char (*p3)[3] = &a;
char (*p4)[3] = a;
return 0;
}
甚至還可以把代碼再修改：
int main()
{
char a[5]={'A','B','C','D'};
char (*p3)[10] = &a;
char (*p4)[10] = a;
return 0;
}
這個(gè)時(shí)候又會(huì )有什么樣的問(wèn)題？p3+1 和p4+1 的值又是多少？
上述幾個(gè)問(wèn)題，希望讀者能仔細考慮考慮。
四、地址的強制轉換
先看下面這個(gè)例子：
struct Test
{
int Num;
char *pcName;
short sDate;
char cha[2];
short sBa[4];
}*p;
假設p 的值為0x100000。如下表表達式的值分別為多少？
p + 0x1 = 0x___ ?
(unsigned long)p + 0x1 = 0x___?
(unsigned int*)p + 0x1 = 0x___?
我相信會(huì )有很多人一開(kāi)始沒(méi)看明白這個(gè)問(wèn)題是什么意思。其實(shí)我們再仔細看看，這個(gè)知識點(diǎn)似曾相識。一個(gè)指針變量與一個(gè)整數相加減，到底該怎么解析呢？
還記得前面我們的表達式“a+1”與“&a+1”之間的區別嗎？其實(shí)這里也一樣。指針變量與一個(gè)整數相加減并不是用指針變量里的地址直接加減這個(gè)整數。這個(gè)整數的單位不是byte 而是元素的個(gè)數。所以：p + 0x1 的值為0x100000+sizof（Test）*0x1。至于此結構體的大小為20byte，前面的章節已經(jīng)詳細講解過(guò)。所以p +0x1 的值為：0x100014。
(unsigned long)p + 0x1 的值呢？這里涉及到強制轉換，將指針變量p 保存的值強制轉換成無(wú)符號的長(cháng)整型數。任何數值一旦被強制轉換，其類(lèi)型就改變了。所以這個(gè)表達式其實(shí)就是一個(gè)無(wú)符號的長(cháng)整型數加上另一個(gè)整數。所以其值為：0x100001。
(unsigned int*)p + 0x1 的值呢？這里的p 被強制轉換成一個(gè)指向無(wú)符號整型的指針。所以其值為：0x100000+sizof（unsigned int）*0x1，等于0x100004。
上面這個(gè)問(wèn)題似乎還沒(méi)啥技術(shù)含量，下面就來(lái)個(gè)有技術(shù)含量的：在x86 系統下，其值為多少？
intmain()
{
int a[4]={1,2,3,4};
int *ptr1=(int *)(&a+1);
int *ptr2=(int *)((int)a+1);
printf("%x,%x",ptr1[-1],*ptr2);
return 0;
}
這是我講課時(shí)一個(gè)學(xué)生問(wèn)我的題，他在網(wǎng)上看到的，據說(shuō)難倒了n 個(gè)人。我看題之后告訴他，這些人肯定不懂匯編，一個(gè)懂匯編的人，這種題實(shí)在是小case。下面就來(lái)分析分析這個(gè)問(wèn)題：
根據上面的講解，&a+1 與a+1 的區別已經(jīng)清楚。
ptr1：將&a+1 的值強制轉換成int*類(lèi)型，賦值給int* 類(lèi)型的變量ptr，ptr1 肯定指到數組a 的下一個(gè)int 類(lèi)型數據了。ptr1[-1]被解析成*(ptr1-1)，即ptr1 往后退4 個(gè)byte。所以其值為0x4。
ptr2：按照上面的講解，(int)a+1 的值是元素a[0]的第二個(gè)字節的地址。然后把這個(gè)地址強制轉換成int*類(lèi)型的值賦給ptr2，也就是說(shuō)*ptr2 的值應該為元素a[0]的第二個(gè)字節開(kāi)始的連續4 個(gè)byte 的內容。
其內存布局如下圖：
好，問(wèn)題就來(lái)了，這連續4 個(gè)byte 里到底存了什么東西呢？也就是說(shuō)元素a[0],a[1]里面的值到底怎么存儲的。這就涉及到系統的大小端模式了，如果懂匯編的話(huà)，這根本就不是問(wèn)題。既然不知道當前系統是什么模式，那就得想辦法測試。大小端模式與測試的方法在第一章講解union 關(guān)鍵字時(shí)已經(jīng)詳細討論過(guò)了，請翻到彼處參看，這里就不再詳述。我們可以用下面這個(gè)函數來(lái)測試當前系統的模式。
int checkSystem( )
{
union check
{
int i;
char ch;
} c;
c.i = 1;
return (c.ch ==1);
}
如果當前系統為大端模式這個(gè)函數返回0；如果為小端模式，函數返回1。也就是說(shuō)如果此函數的返回值為1 的話(huà)，*ptr2 的值為0x2000000。如果此函數的返回值為0 的話(huà)，*ptr2 的值為0x100。
