C 语言 lvalue、rvalue、地址与变量名

变量名

int a;

当看到上面一句代码时，首先会想到什么？

我会想到一块“空间”，空间名字是a，大小是4（由int推知）。它是一大块已编号空间的一部分。它有编号地址，可以由&a运算得出。

由“名字”可以唯一确定一块空间，由“地址+大小”也可以唯一确定一块空间，两者是等价的。

左值

a = 10;

看到上面代码时，我会想到，这操作是将 10 这个数字，放到a空间中。此时 a 是lvalue（左值）。

右值

b = a;

看到上面代码时，我会想到，这操作是将a空间里的东西10放到b空间里。此时，a是rvalue（右值）。

同样是a这个名字：

• 在=左边时，它的含义是一块具体的“空间”，可以往里面存“东西”
• 在=右边时，它的含义却是这块空间里的“东西”

地址

那么，思考下，如果我想要将a的“地址”存到b空间里面呢？首先，我们要考虑的问题是：

• 多大的空间才能存下“地址”呢？ （8个字节）
• 如何才能获得这样的空间呢？ （long、void*、int*、char*、short*都能声明8个字节的空间）

void* b;     // 思考下与 int* 声明的不同
b = &a;

看到上面代码，我就会想到，声明了b空间，往里面存放了a空间的地址。

int* c;

c = b;
b = 10;

看上面代码，再思考下同一个名字b，作为lvalue与rvalue时的不同。执行后，c空间也存放了a空间的地址。

假如由于某种情况，名字a不能使用了，或者空间根本就没有名字（malloc操作获得的空间）。而b与c空间里，存下了a空间的“地址”, 那么可不可以通过“名字”c来操作空间a呢。

首先，c 名字已经代表了c空间，&c 代表了地址，那么我们就用 *c 代表 a空间。

int d;
*c = 100;           // 往 a 空间存入 100
d  = *c;            // 将 a 空间的东西 存入 d 空间

回顾下：

由“名字”可以唯一确定一块空间，由“地址+大小”也可以唯一确定一块空间，两者是等价的。

上述讨论，只涉及到了“地址”，那么“大小”是如何确定的呢？答案就在b空间与c空间的声明上：

void* b;
int*  c;

long、void*、int*、char*、short*每种声明都能拿到一个8字节的空间，都能刚好存下一个“地址”，唯一不同的是:不同类型声明确定了该“地址”空间的“大小”。而“地址 + 大小”唯一指定了一块空间。

当然，有了“地址”后，我们也可以强制指定一个“大小”，用来锁定某块空间。比如 (int*)b ，强制按照4字节来使用b空间里的“地址”。

上面提到，有的空间没有“名字”，这是通过malloc调用获得的：

malloc(4);      // 获取 4 个字节的空间,返回一个 地址

通过上述讨论，我们已经知道如何来间接使用这块“匿名空间”。

int* p = malloc(4); // p 存了 该匿名空间的地址

*p    = 1000;       // 将 1000 存入该空间
int h = *p;         // h = 1000

二重指针

现在，我们来思考这样一种情况，b空间存了a空间地址，c空间存了b空间的地址。

int a  = 10;
int *b = &a;
int *c = &b;

根据上面我们关于“空间”的讨论，有：

int h = **c;    // 等价于 h = a;   最终 h = 10
**c   = 100;    // 等价于 a = 100; 最终 a = 100

int d  = 10;
int *e = NULL;

e  = *c;        // 等价与 e = b;  最终 e 存了 a 的地址
*c = &d;        // 等价与 b = &d; 最终 b 存了 d 的地址

思考

思考下，下面程序的输出：

void func( void *p )
{
    printf("&p: %p\n", &p);                     // &p: 0x7fffc19d00c8
    printf(" p: %p\n", p);                      //  p: 0x7fffc19d00f0
    printf("*p: %p\n", *(long*)p);              // *p: 0x558f5b130260
    printf("**P: %ld\n", **(int**)p);           // **P: 10
    printf("**p: %d\n", *(int*)(*(long*)p) );   // **p: 10
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    int *a = (int*)malloc(4);
    *a = 10;
    func( &a );
    printf("&a: %p\n", &a); // &a: 0x7fffc19d00f0
    printf(" a: %p\n", a);  //  a: 0x558f5b130260
    printf("*a: %d\n", *a); // *a: 10
    return 0;
}