一个令人疯掉的C指针问题，不是搞编译器的绝对想不到

redraiment

1# VBProFan

只要你能理解指针是个什么玩意儿，这道题目就会很简单了。

我以前在和学弟学妹交流时，总会向他们强调：指针也仅仅是一种数据类型而已，只不过在多数编辑器内部的存储方式恰巧和整型一样而已（理论上它的确可以保存成浮点型）。而且指针这种数据类型在语义层次上支持加法和减法。只不过很多C语言教材都把指针作为单独一章来讲解（并且通常放置在书本的后半部分），给初学者潜意识里造成它和以前所学的数据类型不同的感觉。

当然，指针的加减法不能简单地理解为数值操作，比如：

1. int a = 0;
   
2. int *p = &a;
   
3. p = p + 1;

复制代码

其中 p = p + 1 这一句里的“1”不能简单地理解为数值“1”，而应该理解为“一个单元”，而整句话的意思就是“该指针指向下一个单元”。

我们知道C语言里不同的基础类型所占用的空间大小不同，比如在Visual C++的实现中，long型是4个字节，char型是1个字节。这意味着，long型指针指向下一单元时，会前进4个字节；而char型指针指向下一单元只会前进1个单元，其他类型依此类推。

这也就是为什么“指针既然是一种数据类型，但却要给每个类型设置一个对应的指针”的原因，它是在告诉编译器这类指针一个单元的步长。


回到这道题目上，我们只看 int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};。大部分新手可能只注意到5个量：a[0]、a[1]、...、a[4]，但在语义上来说，“a”也是一个量，它的类型是“长度为5的整型数组”，在Visual C++上，它占用空间大小是20个字节（可以用sizeof(a)得到）。

因此，原题中“int *ptr = (int *)(&a + 1);”这句话看起来诡异，但按照上面的分析，其实无法就是对这种“长度为5的整型数组”类型的指针做了一次加法操作，即前进1个单元（20个字节），最后把结果的类型强制转换为“整型指针”。

到目前为止，我们已经能给出一个理论上的答案了，这段程序的运行结果是给出“a”后面一个单元上的内容。那它到底是输出什么内容呢？以我所掌握的知识来说：这个结果是不确定的！因为C语言标准文档里没有规定程序运行时内存空间的分配方案，因此不同的厂商在实现的编译器在处理这个问题上都各不相同。

一个比较常见的方案是按照源代码中定义的顺序重下往上分配空间。比如题目中 a, b, c, ptr 都是局部变量，因此分配在“栈空间”里，c是第一个变量，因此在栈底，接着是a、b以及 ptr。在这种模式下会输出“7”（即c[0]的值）。

但这个问题还会牵涉到“操作系统的虚拟内存管理”、“编译器的优化”、“空间对齐”等诸多问题。比如你用GCC编译时，是否开启O2优化选项，产生的结果是不一样的。因此，确切地说这道题是条件不足，并不能给出唯一的结果。


关于指针和数组更详细的讨论，欢迎参看我以前的文章：《编程村一日游》http://blog.csdn.net/redraiment/archive/2010/01/10/5171510.aspx

VBProFan

复习到本帖的5楼时，无意中发现一个 Maxthon 浏览器的 bug：当选定一个字符串时，用鼠标一拖，本来是用搜索引擎搜索这个字符串的，但是如果选定一个数字加冒号开头的字符串时，例如“5: abc#%$#%”，再一拖，一个错误框就出现了。。。

寒玉寒冰

学习一下.这个有点难呀.

YaDa

int *ptr =  (int*)(&a+1); 看惯了VB，这个看上去很别扭

int* ptr =  (int*)(&a+1); 这样写就很习惯(可惜这样写的人不多)，int* 整体看作是一个数据类型，ptr是变量。

C语言我就是习惯不了，唉------

有没有BASIC化的C语言？

acme_pjz

24# YaDa

int* ptr =  (int*)(&a+1); 这样写就很习惯(可惜这样写的人不多)，int* 整体看作是一个数据类型

因为你这样写从理论上来说是错的……按你这样写会习惯性写成int* a,b; 以为b也是int*，实际上b是int……应该写成int *a,*b ……

YaDa

我们定义的是变量a,b，但 int *a,*b 看上去定义的是*a,*b。非常别扭。而*a,*b在编程的时候，指的是指向a,b的指针，int *a,*b 这样的定义感觉很容易误导思维。

int* ptr =  (int*)(&a+1);这样写，理论上没有错吧？只是适宜于一次定义一个变量。

我看懂C语言的教材很快，但一直不习惯C语言，所以特想要BASIC化的C语言。

acme_pjz

26# YaDa

所以特想要BASIC化的C语言

Pascal ?

VBProFan

int *ptr =  (int*)(&a+1); 看惯了VB，这个看上去很别扭

int* ptr =  (int*)(&a+1); 这样写就很习惯(可惜这样写的人不多)，int* 整体看作是一个数据类型，ptr是变量。

C语言我就是习惯不了，唉------

有没有 ...
YaDa 发表于 2010-8-16 19:38

不知道你有没有看过林锐博士的《高质量C++/C编程指南》的2.6节？

2.6 修饰符的位置

修饰符 * 和 ＆ 应该靠近数据类型还是该靠近变量名，是个有争议的活题。
若将修饰符 * 靠近数据类型，例如：int*  x; 从语义上讲此写法比较直观，即x是int 类型的指针。
上述写法的弊端是容易引起误解，例如：int*  x, y; 此处y容易被误解为指针变量。虽然将x和y分行定义可以避免误解，但并不是人人都愿意这样做。


l【规则2-6-1】应当将修饰符 * 和 ＆ 紧靠变量名
例如：
char  *name;
int   *x, y;    // 此处y不会被误解为指针

VBProFan

我看懂C语言的教材很快，但一直不习惯C语言，所以特想要BASIC化的C语言。
YaDa 发表于 2010-8-16 20:46

你可自定义一种语言，叫做 YaDa C，然后为它写一个编译器