什么是數(shù)組名

　　實(shí)際上數(shù)組名永遠(yuǎn)都不會(huì)是指針! 指針是C語言具有低級(jí)語言特征的最直接的證據(jù)。在匯編語言里面，指針的概念隨處可見。比如SP，SP寄存器又叫堆棧指針，它的值是地址，由于SP保存的是地址，并且SP的值是不斷變化的，因此可以看作一個(gè)變量，而且是一個(gè)地址變量。地址也是C語言指針的值，C語言的指針跟SP這樣的寄存器雖然不完全一樣，但原理卻是相通的。C語言的指針也是一種地址變量，C89明確規(guī)定，指針是一個(gè)保存對(duì)象地址的變量。這里要注意的是，指針跟地址概念的不同，指針是一種地址變量，通常也叫指針變量，統(tǒng)稱指針。而地址則是地址變量的值。

　　看到這里，也許你會(huì)覺得，這么簡單的東西還用你來說嗎?的確，對(duì)于p與&p來說，99%的人都能在0.1秒內(nèi)脫口而出誰是指針，誰是地址，但是，又有多少人在使用指針的過程中能夠始終如一毫不動(dòng)搖地遵循這兩個(gè)概念呢?不少人使用指針的時(shí)候就會(huì)自覺或不自覺地把指針和地址兩個(gè)概念混淆得一塌糊涂了，數(shù)組名的濫用就是一個(gè)活生生的例子。這一點(diǎn)甚至連一些經(jīng)典著作也沒能避免。

　　不過也不能全怪你自己，筆者認(rèn)為某些國內(nèi)教材應(yīng)該承擔(dān)最大的責(zé)任。這些教材一開始就沒有給讀者好好地分清指針與地址的區(qū)別，相反還在講述的過程中有意無意地混用這兩個(gè)概念。更有甚者，甚至在書中明言指針就是地址!說這話的家伙最應(yīng)該在C語言這個(gè)地圖上抹掉，呵呵。兩個(gè)月前我在購書中心隨手翻開了某個(gè)作者主編的一本被冠以國家“十五”規(guī)劃重點(diǎn)研究項(xiàng)目的書，書里就是這么寫的。當(dāng)時(shí)筆者就感慨：不知道又要有多少人的思想被這家伙“性暴力”了。

　　實(shí)際上，地址這個(gè)東西，本來就是一種基本數(shù)據(jù)類型，本應(yīng)該在介紹整數(shù)、浮點(diǎn)、字符等基本類型的時(shí)候把地址顯式地放在一起討論，這樣在后面介紹指針與數(shù)組的時(shí)候就能避免許多誤解�？上Р簧俳滩幕蛘吒�本沒有談及，或者就算提起這個(gè)類型也用了指針類型這個(gè)字眼。這就錯(cuò)了，指針不是類型，真正的類型是地址，指針只是存儲(chǔ)地址這種數(shù)據(jù)類型的變量!打個(gè)比方，對(duì)于

　　int i=10;

　　10是整數(shù)，而i是存儲(chǔ)整數(shù)的變量，指針就好比這個(gè)i，地址就好比那個(gè)10。指針能夠進(jìn)行加減法，原因并不是因?yàn)樗�是指針，加減法則不是屬于指針這種變量的，而是地址這種數(shù)據(jù)類型的本能，正是因?yàn)榈刂肪哂屑訙p的能力，所以才使指針作為存放地址的變量能夠進(jìn)行加減運(yùn)算。這跟整數(shù)變量因?yàn)檎麛?shù)能夠進(jìn)行加減乘除因而它也能進(jìn)行加減乘除一個(gè)道理。

　　那么數(shù)組名又應(yīng)該如何理解呢?用來存放數(shù)組的區(qū)域是一塊在棧中靜態(tài)分配的內(nèi)存(非static)，而數(shù)組名是這塊內(nèi)存的代表，它被定義為這塊內(nèi)存的首地址。這就說明了數(shù)組名是一個(gè)地址，而且，還是一個(gè)不可修改的常量，完整地說，就是一個(gè)地址常量。數(shù)組名跟枚舉常量類似，都屬于符號(hào)常量。數(shù)組名這個(gè)符號(hào)，就代表了那塊內(nèi)存的首地址。注意了!不是數(shù)組名這個(gè)符號(hào)的值是那塊內(nèi)存的首地址，而是數(shù)組名這個(gè)符號(hào)本身就代表了首地址這個(gè)地址值，它就是這個(gè)地址，這就是數(shù)組名屬于符號(hào)常量的意義所在。由于數(shù)組名是一種符號(hào)常量，因此它是一個(gè)右值，而指針，作為變量，卻是一個(gè)左值，一個(gè)右值永遠(yuǎn)都不會(huì)是左值，那么，數(shù)組名永遠(yuǎn)都不會(huì)是指針!不管什么話，只要說數(shù)組名是一個(gè)指針的，都是錯(cuò)誤的!就象把剛才int i=10例子中的10說成是整數(shù)變量一樣，在最基本的立足點(diǎn)上就已經(jīng)完錯(cuò)了。

　　總之要牢牢記住，數(shù)組名是一個(gè)地址，一個(gè)符號(hào)地址常量，不是一個(gè)變量，更不是一個(gè)作為變量的指針!

　　在數(shù)組名并非指針這個(gè)問題上，通常會(huì)產(chǎn)生兩種疑問：

　　1。作為形參的數(shù)組，不是會(huì)被轉(zhuǎn)換為指針嗎?

　　2。如果形參是一個(gè)指針，數(shù)組名可以作為實(shí)參傳遞給那個(gè)指針，難道不是說明了數(shù)組名是一個(gè)指針嗎?

　　首先，C語言之所以把作為形參的數(shù)組看作指針，并非因?yàn)閿?shù)組名可以轉(zhuǎn)換為指針，而是因?yàn)楫?dāng)初ANSI委員會(huì)制定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，從C程序的執(zhí)行效率出發(fā)，不主張參數(shù)傳遞時(shí)復(fù)制整個(gè)數(shù)組，而是傳遞數(shù)組的首地址，由被調(diào)函數(shù)根據(jù)這個(gè)首地址處理數(shù)組中的內(nèi)容。那么誰能承擔(dān)這種“轉(zhuǎn)換”呢?這個(gè)主體必須具有地址數(shù)據(jù)類型，同時(shí)應(yīng)該是一個(gè)變量，滿足這兩個(gè)條件的，非指針莫屬了。要注意的是，這種“轉(zhuǎn)換”只是一種邏輯看法上的轉(zhuǎn)換，實(shí)際當(dāng)中并沒有發(fā)生這個(gè)過程，沒有任何數(shù)組實(shí)體被轉(zhuǎn)換為指針實(shí)體。另一方面，大家不要被“轉(zhuǎn)換”這個(gè)字眼給蒙蔽了，轉(zhuǎn)換并不意味著相同，實(shí)際上，正是因?yàn)椴幌嗤�才�?huì)有轉(zhuǎn)換，相同的話還轉(zhuǎn)來干嗎?這好比現(xiàn)在社會(huì)上有不少人“變性”，一個(gè)男人可以“轉(zhuǎn)換”為一個(gè)女人，那是不是應(yīng)該認(rèn)為男人跟女人是相同的?這不是笑話么。

　　第二，函數(shù)參數(shù)傳遞的過程，本質(zhì)上是一種賦值過程。C89對(duì)函數(shù)調(diào)用是這樣規(guī)定的：函數(shù)調(diào)用由一個(gè)后綴表達(dá)式(稱為函數(shù)標(biāo)志符,function designator)后跟由圓括號(hào)括起來的賦值表達(dá)式列表組成，在調(diào)用函數(shù)之前，函數(shù)的每個(gè)實(shí)際參數(shù)將被復(fù)制，所有的實(shí)際參數(shù)嚴(yán)格地按值傳遞。因此，形參實(shí)際上所期望得到的東西，并不是實(shí)參本身，而是實(shí)參的值或者實(shí)參所代表的值!舉個(gè)例來說，對(duì)于一個(gè)函數(shù)聲明：

　　void fun(int i);

　　我們可以用一個(gè)整數(shù)變量int n作實(shí)參來調(diào)用fun，就是fun(n);當(dāng)然，也正如大家所熟悉的那樣，可以用一個(gè)整數(shù)常量例如10來做實(shí)參，就是fun(10);那么，按照第二個(gè)疑問的看法，由于形參是一個(gè)整數(shù)變量，而10可以作為實(shí)參傳遞給i，豈不就說明10是一個(gè)整數(shù)變量嗎?這顯然是謬誤。實(shí)際上，對(duì)于形參i來說，用來聲明i的類型說明符int，所起的作用是用來說明需要傳遞給i一個(gè)整數(shù)，并非要求實(shí)參也是一個(gè)整數(shù)變量，i真正所期望的，只是一個(gè)整數(shù)，僅此而已，至于實(shí)參是什么，跟i沒有任何關(guān)系，它才不管呢，只要能正確給i傳遞一個(gè)整數(shù)就OK了。當(dāng)形參是指針的時(shí)候，所發(fā)生的事情跟這個(gè)是相同的。指針形參并沒有要求實(shí)參也是一個(gè)指針，它需要的是一個(gè)地址，誰能給予它一個(gè)地址?顯然指針、地址常量和符號(hào)地址常量都能滿足這個(gè)要求，而數(shù)組名作為符號(hào)地址常量正是指針形參所需要的地址，這個(gè)過程就跟把一個(gè)整數(shù)賦值給一個(gè)整數(shù)變量一樣簡單!

　　首先我們要了解內(nèi)存的分配方式。一般來說，內(nèi)存的分配方式有三種：

　　1.從靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域分配。內(nèi)存在程序編譯的時(shí)候就已經(jīng)分配好，這塊內(nèi)存在程序的整個(gè)運(yùn)行期間都存在。例如全局變量，static變量。

　　2.在棧上創(chuàng)建。在執(zhí)行函數(shù)時(shí)，函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內(nèi)存容量有限。

　　3.從堆上分配，亦稱動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。程序在運(yùn)行的時(shí)候用malloc或new申請(qǐng)任意多少的內(nèi)存，程序員自己負(fù)責(zé)在何時(shí)用free或釋放內(nèi)存。動(dòng)態(tài)內(nèi)存的生存期由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。

　　以上三種分配方式，我們要注意內(nèi)存生命期的問題：

　　1.靜態(tài)分配的區(qū)域的生命期是整個(gè)軟件運(yùn)行期，就是說從軟件運(yùn)行開始到軟件終止退出。只有軟件終止運(yùn)行后，這塊內(nèi)存才會(huì)被系統(tǒng)回收

　　2.在棧中分配的空間的生命期與這個(gè)變量所在的函數(shù)和類相關(guān)。如果是函數(shù)中定義的局部變量，那么它的生命期就是函數(shù)被調(diào)用時(shí)，如果函數(shù)運(yùn)行結(jié)束，那么這塊內(nèi)存就會(huì)被回收。如果是類中的成員變量，則它的生命期與類實(shí)例的生命期相同。

　　3.在堆上分配的內(nèi)存，生命期是從調(diào)用new或者malloc開始，到調(diào)用或者free結(jié)束。如果不掉用或者free。則這塊空間必須到軟件運(yùn)行結(jié)束后才能被系統(tǒng)回收。

　　下面我們?cè)倏纯�，在使用�?nèi)存的過程中，我們經(jīng)常發(fā)生一些什么樣的錯(cuò)誤。以及我們應(yīng)該采取哪些對(duì)策。

　　發(fā)生內(nèi)存錯(cuò)誤是件非常麻煩的事情。編譯器不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤，通常是在程序運(yùn)行時(shí)才能捕捉到。而這些錯(cuò)誤大多沒有明顯的癥狀，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，增加了改錯(cuò)的難度。有時(shí)用戶怒氣沖沖地把你找來，程序卻沒有發(fā)生任何問題，你一走，錯(cuò)誤又發(fā)作了。

　　常見的內(nèi)存錯(cuò)誤及其對(duì)策如下：

　　1 內(nèi)存分配未成功，卻使用了它。

　　常用解決辦法是，在使用內(nèi)存之前檢查指針是否為NULL。如果指針p是函數(shù)的參數(shù)，那么在函數(shù)的入口處用assert(p!=NULL)進(jìn)行檢查。如果是用malloc或new來申請(qǐng)內(nèi)存，應(yīng)該用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)進(jìn)行防錯(cuò)處理。

　　2 內(nèi)存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。

　　內(nèi)存的缺省初值究竟是什么并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，盡管有些時(shí)候?yàn)榱阒担�我們寧可信其無不可信其有。所以無論用何種方式創(chuàng)建數(shù)組，都別忘了賦初值，即便是賦零值也不可省略，不要嫌麻煩。

　　3 內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化，但操作越過了內(nèi)存的邊界。

　　例如在使用數(shù)組時(shí)經(jīng)常發(fā)生下標(biāo)”多1″或者”少1″的操作。特別是在for循環(huán)語句中，循環(huán)次數(shù)很容易搞錯(cuò)，導(dǎo)致數(shù)組操作越界。

　　4 忘記了釋放內(nèi)存，造成內(nèi)存泄露。

　　含有這種錯(cuò)誤的函數(shù)每被調(diào)用一次就丟失一塊內(nèi)存。剛開始時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)存充足，你看不到錯(cuò)誤。終有一次程序突然死掉，系統(tǒng)出現(xiàn)提示：內(nèi)存耗盡。

　　動(dòng)態(tài)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放必須配對(duì)，程序中malloc與free的使用次數(shù)一定要相同，否則肯定有錯(cuò)誤(new/同理)。

　　5 釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。

　　有三種情況：

　　(1)程序中的對(duì)象調(diào)用關(guān)系過于復(fù)雜，實(shí)在難以搞清楚某個(gè)對(duì)象究竟是否已經(jīng)釋放了內(nèi)存，此時(shí)應(yīng)該重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從根本上解決對(duì)象管理的混亂局面。

　　(2)函數(shù)的return語句寫錯(cuò)了，注意不要返回指向”棧內(nèi)存”的”指針”或者”引用”，因?yàn)樵搩?nèi)存在函數(shù)體結(jié)束時(shí)被自動(dòng)銷毀。

　　條件編譯命令最常見的形式為：

　　#ifdef 標(biāo)識(shí)符

　　程序段1

　　#else

　　程序段2

　　#endif

　　它的作用是：當(dāng)標(biāo)識(shí)符已經(jīng)被定義過(一般是用#define命令定義)，則對(duì)程序段1進(jìn)行編譯，否則編譯程序段2。

　　其中#else部分也可以沒有，即：

　　#ifdef

　　程序段1

　　#endif

　　這里的”程序段”可以是語句組，也可以是命令行。這種條件編譯可以提高C源程序的通用性。如果一個(gè)C源程序在不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上系統(tǒng)上運(yùn)行，而不同的計(jì)算機(jī)又有一定的差異。例如，我們有一個(gè)數(shù)據(jù)類型，在Windows平臺(tái)中，應(yīng)該使用long類型表示，而在其他平臺(tái)應(yīng)該使用float表示，這樣往往需要對(duì)源程序作必要的修改，這就降低了程序的通用性�？梢杂靡韵碌臈l件編譯：

　　#ifdef WINDOWS

　　#define MYTYPE long

　　#else

　　#define MYTYPE float

　　#endif

　　如果在Windows上編譯程序，則可以在程序的開始加上

　　#define WINDOWS

　　這樣則編譯下面的命令行：

　　#define MYTYPE long

　　如果在這組條件編譯命令之前曾出現(xiàn)以下命令行：

　　#define WINDOWS 0

　　則預(yù)編譯后程序中的MYTYPE都用float代替。這樣，源程序可以不必作任何修改就可以用于不同類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)然以上介紹的只是一種簡單的情況，可以根據(jù)此思路設(shè)計(jì)出其它的條件編譯。

　　例如，在調(diào)試程序時(shí)，常常希望輸出一些所需的信息，而在調(diào)試完成后不再輸出這些信息。可以在源程序中插入以下的條件編譯段：

　　#ifdef DEBUG

　　print (“device_open(%p) ”, file);

　　#endif

　　如果在它的前面有以下命令行：

　　#define DEBUG

　　則在程序運(yùn)行時(shí)輸出file指針的值，以便調(diào)試分析。調(diào)試完成后只需將這個(gè)define命令行刪除即可。有人可能覺得不用條件編譯也可達(dá)此目的，即在調(diào)試時(shí)加一批printf語句，調(diào)試后一一將printf語句刪除去。的確，這是可以的。但是，當(dāng)調(diào)試時(shí)加的printf語句比較多時(shí)，修改的工作量是很大的。用條件編譯，則不必一一刪改printf語句，只需刪除前面的一條”#define DEBUG”命令即可，這時(shí)所有的用DEBUG作標(biāo)識(shí)符的條件編譯段都使其中的printf語句不起作用，即起統(tǒng)一控制的作用，如同一個(gè)”開關(guān)”一樣。

　　有時(shí)也采用下面的形式：

　　#ifndef 標(biāo)識(shí)符

　　程序段1

　　#else

　　程序段2

　　#endif

　　只是第一行與第一種形式不同：將”ifdef”改為”ifndef”。它的作用是：若標(biāo)識(shí)符未被定義則編譯程序段1，否則編譯程序段2。這種形式與第一種形式的作用相反。

　　以上兩種形式用法差不多，根據(jù)需要任選一種，視方便而定。

　　還有一種形式，就是#if后面的是一個(gè)表達(dá)式，而不是一個(gè)簡單的標(biāo)識(shí)符：

　　#if 表達(dá)式

　　程序段1

　　#else

　　程序段2

　　#endif

　　它的作用是：當(dāng)指定的表達(dá)式值為真(非零)時(shí)就編譯程序段1，否則編譯程序段2�？梢允孪冉o定一定條件，使程序在不同的條件下執(zhí)行不同的功能。

　　例如：輸入一行字母字符，根據(jù)需要設(shè)置條件編譯，使之能將字母全改為大寫輸出，或全改為小寫字母輸出。

　　#define LETTER 1

　　main()

　　{

　　char str[20]=”C Language”,c;

　　int i=0;

　　while((c=str[i])!=’′){

　　i++;

　　#if LETTER

　　if(c>=’a'&&c<=’z') c=c-32;

　　#else

　　if(c>=’A'&&c<=’Z') c=c+32;

　　#endif

　　printf(“%c”,c);

　　}

　　}

　　運(yùn)行結(jié)果為：C LANGUAGE

　　現(xiàn)在先定義LETTER為1，這樣在預(yù)處理?xiàng)l件編譯命令時(shí)，由于LETTER為真(非零)，則對(duì)第一個(gè)if語句進(jìn)行編譯，運(yùn)行時(shí)使小寫字母變大寫。如果將程序第一行改為：

　　#define LETTER 0

　　則在預(yù)處理時(shí)，對(duì)第二個(gè)if語句進(jìn)行編譯處理，使大寫字母變成小寫字母(大寫字母與相應(yīng)的小寫字母的ASCII代碼差32)。此時(shí)運(yùn)行情況為：

　　c language

　　有人會(huì)問：不用條件編譯命令而直接用if語句也能達(dá)到要求，用條件編譯命令有什么好處呢?的確，此問題完全可以不用條件編譯處理，但那樣做目標(biāo)程序長(因?yàn)樗�有語句都編譯)，而采用條件編譯，可以減少被編譯的語句，從而減少目標(biāo)的長度。當(dāng)條件編譯段比較多時(shí)，目標(biāo)程序長度可以大大減少。

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