数组名初探
http://blog.csdn.net/zhangyulin54321/article/details/7843531
为避免歧义此处给出指针定义：本文理解的指针就是地址 如int b; 则&b就是指针常量。
一直以来对数组名的理解都是一知半解，今天我们就来初步探讨一下数组名之本质。闲话少说，单刀直入！
有数组：
int a[10] = {0};
在Kenneth A.Reek 的<<c和指针>>一书中是这样描述的:
在C中，几乎所有使用数组名表达式中，数组名是一个指针常量，也就是数组第一个元素的地址。他的类型取决于数组元素的类型。且&a = a =&a[0]。
这段文字似乎已经阐述的足够明白，但是有的时候我们仍然有一些困惑，下面给出一个例子：
int *const p = a;
p同样是指针常量，可是执行下面代码你会马上得到一个困惑的结果：
&a = a;
&p != p;
这是为什么呢？很明显，我们的理解出现了纰漏，至于纰漏在哪，还需进一步探索。
紧接着我又尝试了一个式子：
p = &a; //警告类型不匹配，说明a 与 &a类型不同,会强制类型转化。
printf("%x %x\n",p,*p);//结果为p值与&a一样， 但*p = 0;说明发生了强制类型转化，*p = a[0];
printf("%x\n",*(&a));//输出a的值 ---地址
通过这些小测试，我们明白了数组名不只是指针常量这么简单，而且&a 与 a也不是完全等价的。为此我们必须知道数组名在内存中的实现方式，没办法临时抱佛腿，拿出多年前打酱油学到的那点汇编语言知识来初步看一下，测试程序test.c如下：
| test.c |
| int mian() a[0] = 3; |
|
|
linux 下执行：gcc test.c -S 获得汇编代码test.s
(�p = % EBP �x=% EAX + 改小写 无法正常显示,无语 )
| .file "test.c" |
| main: |
(此处为AT&T汇编语法：http://wenku.baidu.com/view/738e7638376baf1ffc4fad46.html)
笔者也不是很懂这段代码，大致分析如下：(i 表示第i行)
1）�p保存函数调用起始处地址，也即函数返回时返回的地址（保存现场）。
2）%esp用于内存分配，把分配的首地址赋值给�p。
3）$16是整个程序需要内存空间+4（3*4+4），也就是16个存储单元被分配，那么内存分配寄存器%esp需要减16。
4）�p存储了分配给程序的地址首地址，-16（�p）留做他用(干嘛我还没搞清楚)，把数组首元素赋值当前可用值-12（�p）,放入0。
5）同理4）可得。
6）将当前内存空间首地址存入�x中（待确定）。
7）为指针p分配地址-4(�p)，同时初始化p为数组首地址-12（�p）(由上一条语句存入�x。
8）给数组首元素赋值3，即a[0] = 3。
9）将指针常量p内存-4（�p）中的数组首元素取出到�x中。
10) 对地址（�x）即数组首地址赋值为2。
由这些汇编代码我们可以得出，寄存器�p起始就相当于数组名a(但实际不是)，
a = (�p),也就是说a就是数组首元素地址，他和数组初始地址是一个东西，它是数组元素地址的别名，它在任何时候都不表示a[0],只是表示&a[0]。准确地说你可以把它理解为“用宏定义的数组首地址的别名”。
（即#define a &a[0]）
这里可以来点小插曲，讲述c语言中一个重要概念：在c中对于大多数变量来说，当其作为左值时，一般表示其地址；当作为右值时，一般表示其数据。或者你可以更加通俗的理解，全都表示地址，做左值表示往地址存数，做右值表示从地址取数。
当然数组名a不可以做左值，因为它是一个常量（准确地讲是一个字面值）。事实上他不是一个变量，也不是通常我们理解之常量。它的地位就像5这样的数值，非常直白，表示的就是自己本身，没有什么双重意义，即使你硬要把它当作传统意义的常量看待，那么其作为右值时也不表示其表示地址存储的值。
同时我们可以看出，指针p（本质是一个标量），本身有一个内存地址-4（�p）,
然后-4（�p）中存储的是数组首元素的地址a。我们若要对数组进行操作，必须先把-4（�p）的内容先取入寄存器�x，然后再进行操作。这样看来指针与普通变量没多大差别。
由此可知指针（此处指常量和变量，非字面值），指针之所以为指针，它本身没什么特变，它本质上也是一个普通标量，唯独一样，它的存储空间中必须存储地址字面值。且编译器理解它的类型。或你可以理解它是“普通标量的子类”而已。内部实现无非就是间接寻址。
a 和p的区别可以这样形容：你有一样东西寄存在一个地方，你想要下回想去取来时记得该地址，第一种选择你可以直接记住它（你脑子里的就是a），下回你可以直接用；第二种选择，你可以请别人帮你记住（也就是a其实存在了别人那），自己压根不记住，假设此人叫p，那么你下回想要去东西，必须先找到p在哪，然后从他那获得地址a。
至于&a这个表达式，严格来讲a是一个字面值，就相当于5，10之类的数，只不过它是一个表示地址的数，如：0x4be0563f之类。你想&a相当于&5，这显然是错的，但是数组毕竟有些特殊，为特殊需要&a只是一种编译器定义行为，他必不能取到a的地址，因为a根不不存在于内存，没有属于a的内存空间。所以编译器只好让他等于数组首元素地址，但它表示的却是数组的首地址。它其实很有用，可用于计算数组长度。
下面让我们进一步讨论数组名的含义：（我们需要工具sizeof）
仍然使用前面的例子：int a[10]; int *const p = a;
| printf(“%d\n”,sizeof(&a)); //4 printf(“%d\n”,sizeof(&p)); //4 printf(“%d\n”,sizeof(a)); //8 printf(“%d\n”,sizeof(p)); //4 printf(“%d\n”,sizeof(*p)); //4 printf(“%d\n”,sizeof(*&a)); //8 printf(“%d\n”,sizeof(&a[0]));//4 printf(“%d\n”,sizeof(&p[0]));//4 |
从前面的阐述，似乎a与&a[0]是等价的，但是实际上我们可以通过sizeof()可知事实并非如此。这里借涉及到数组名退化说：
数组名原本是表示整个数组的（很难理解）：
但也不是完全不能理解，你可以把它和普通标量等同如int b =10;那么标量b就标识一段内存空间。其长度为4字节。地址为&b。b这个标签也不需要另外存储，它只是供编译器分辨不同的变量，在内存中它就是以一段内存空间的形式存在。你找不到b这样的字样，事实上编译成汇编后b这个标签的使命也就结束了。
按照以上的概念来思考的话，int a[10];完全可以复制上面的说法，a用于标识一段用于存储10个整数的内存片断。其仍然是一个存储空间的标签。这种意义上来讲数组名a完全不同于5，10这样的数字。你对其取地址&a,取得就是这块内存的首地址，a的类型长度就是4*10；这样成功的解释了&a和sizeof(a)的结果。也解释了&a+1跳跃整个数组。
可是事情并没有这么简单，如果像上面那样理解，我们理所当然可以这样操作：
int c[10] ={0};
a = c;
也许你会争辩这样不合法，应为a是常量，“喂喂，哥们我们现在基于假设呢！”（事实上我真的希望我可以这么做，但现时这么残酷……）
我们知道a表示的空间并不是不可变得，我们可以通过a[i] = 6;类似这样的语句来改变数组空间存储的值。所以说数组不是常量。
对这个问题的解释是，a标示整个数组，属于数组类型的情况只有以下三种：
Char a[] = “Hello”;
1) Sizeof(a);
2) &a;
3) 定义的同时初始化时（如用”Hello"来初始化）；
其他任何时候数组名a退化为数组首元素的地址，它成为一个地址值的标签，它由一个“类标量”，退化为一个字面值（带类型的字面值）。（不知道为什么要这么做？）
此处我们要引入几个概念：
（1）变量 （如 int a; struct point p; int *p;）
（2）常量 (如 const int a; const int *p;)
（3）字面值常量 (如 5 ‘a’ “Hello” 等)
下面我们讨论一下”Hello world!”的返回值。
我们先看一段代码：
| int main() { char *p = "Hello world"; } |
| .file "Hello.c" .section .rodata .LC0: .string "Hello world" .text .globl main .type main, @function main: pushl �p movl %esp, �p subl $16, %esp movl $.LC0, -4(�p) leave ret .size main, .-main .ident "GCC: (GNU) 4.4.4 20100503 (Red Hat 4.4.4-2)" .section .note.GNU-stack,"",@progbits |
经分析不难得出以共分配了16字节空间”Hello World”(12)+p(4)=16,
-16~-8这12字节用于存储”Hello World”,(具体如何不太清楚，权且这么理
解)。$.LC0表示”Hello World”返回的常量指针（字面值）。我们了”Hello
World”返回了一个字面值指针常量，它其实应该和数组名差不多。
下面我们再看一个例子：
| int main() { char *p = "Hello world"; char s[] = "Hello world"; int data = 100;
int *i=&"Hello World"; int *j=&"Hello World"[0]; char a = "Hello"[0];
if ("Hello" == &"Hello" && "Hello" == &"Hello"[0]) printf("True!\n");
if (s == &s && s == &s[0]) printf("Array True!\n");
printf("%x\n","Hello"); printf("%x\n","Hello"+1); printf("%x\n",&"Hello"); printf("%x\n",&"Hello"+1); printf("%x\n",&"Hello"[0]); printf("%x\n",&"Hello"[0]+1);
printf("%c\n",*"Hello"); printf("%s\n","Hello"); printf("%s\n","Hello"+1); printf("%s\n",&"Hello"); printf("%s\n",&"Hello"+1);
printf("%d\n",sizeof(*"Hello")); printf("%d\n",sizeof("Hello")); printf("%d\n",sizeof(&"Hello")); printf("%d\n",sizeof(&"Hello"[0]));
} |
| 输出： True Array True
804865e 804865f 804865e 8048664 804865e 804865f H Hello ello Hello %x -------未知字符串，越界
1 6 4 4 从输出可以看出完全符合数组名之特性。 也就是说字符串（如”Hello”）返回的就是数组名同种东西。 话说向数组名这么极品的东西很少啊！ |
总之变量和常量都是标识一段内存空间，它包含两层信息：内存空间地址+内存中存储的字面值常量。
数组名严格来讲是一个普通变量（本质上是标量），但是由于编译器的特殊实现（当然是c作者的意愿）它在大多数时候都会退化成地址字面值（或称之为指针常量字面值----此时他就是一个地址标签，并不表示存储空间本身）。
如：
int a[10];
int *const p =a;
a的地位就是p容器（内存空间可以看成一个容器，容器具有编号（地址）+值）存储的值（别的容器的编号—即地址）。
*a 与 *p 结果虽然一样，但是工作机制不一样。
a 在汇编代码中表示的是一个立即数，相当于aó0x80484eff（两者是同一个东西）所以可以直接解引用操作。而p是一个容器，我们需要操作的是容器中的数而不是标签本身，因为变量在表达式中属于右值范畴，*p不表示对&p解引用，如果是这样那就也无需多余操作，因为在汇编中p其实就代表&p，汇编中只能记住地址通过地址取数。但是这里c中含义却是对p的内容解引用。所以步骤大致是：
load a from p
*a
这多一步操作，任何操作本质上必须直接作用于字面值操作数，所以如果是字面值的话很简单搞定，如果是变量必须先读取字面值。应用组成原理的微指令分析会更加清晰。
好了，对c数组名初探到此为止，下一篇我们来讨论下数组名a,&a,&a[0]的类型，以及对二位数组的扩展，并初步探讨一下二维指针。
（&必须作用于标量，不可作用于字面值，不信你试一下啊&(&a)）