Question

关于C语言中对数组取址的问题，详见补充：

问题简化一下：定义一个数组INT8U a[4];
然后对它进行强制转换（看官们不用考虑大小端的问题啊），有三种写法：
1，*(INT32U *)a;
2，*(INT32U *)（&a[0]）;
3，*(INT32U *)（&a）;
请问第3种写法是否正确？我认为是错误的，但是为什么编译和实际运行都没有问题？如果是正确的，该如何理解？

Answer 1

对于一个数组来说，数组名是一个地址常量
并不是说是一个地址常量就没有地址（也就是存储常量的存储单元）
当程序没有被调入内存时候，是由三部分代码组成的，依次是二进制代码区（text segment），已经被初始化的静态或者全局变量区（data segment），没有被初始化的静态或者全局变量区（bss segment），常量都是存放在data segment区
当程序被调入内存之后，就在三部分的基础上又被分配了堆区和栈区，栈区用来存放临时变量，参数和返回值等临时的变量
就相当于我们定义char *a="12345"，我们都知道这里的“a”是main()中定义的一个指向字符串“12345”的指针，那么“12345”是存放在哪里的呢，就是存放在data segment区的，而“a”变量本身确实存放在程序调入内存后被自动分配的栈区
强制转换的本质上是不改变存储单元中的01代码组合的，只是告诉编译器这个单元的数据将要被作为什么数据处理，例如一个指针变量占据4字节，一个int变量也是四个字节，我们就可以把int强制转换成指针的，需要的时候再把指针转换成int，输出int型结果时是不发生变化的
在这个题目中，“a”是一个数组名，也就是一个地址常量，这个常量存放在data segment区，“&a”取了“a”的地址，也就是一个指向“a”的指针，所以第三个语句是把指向“a”的指针进行了强制转换，第一个语句直接转换的“a”，第二个语句强制转换指向“a[0]”的指针

Answer 2

数组与指针的问题，必须弄清楚指针的类型这一概念，一维数组int a[5]; 数组名a相当于一个指针，他的类型是“指向int的指针“ ，a与&a[0]是等价的， 而&a; 的类型则是“指向一维数组的指针“，这个一维数组有5个元素，a与&a的地址值是相同的，但他们的类型完全不同，类型决定了再进行计算时进行怎样的操作，比如a+1，指针只偏移1个int大小的单位，但&a+1就会偏移一个含有5个元素的一维数组的单位，也就是偏移5个int这么远。二维数组也是同样的道理，比如int a[3][4]; 其中a与&a[0]相同表示的是一个指针，他的类型是“指向一维数组的指针”这个一维数组有4个元素，同理&a表示的是“指向二维数组的指针”，这个二维数组的形式是[3][4]，而a[0]与&a[0][0]相同，表示的是“指向int的指针“，但是,a, &a, a[0]他们的地址是相同的，唯 一区别在于类型不同，类型不对就决定对其指针进行运算时，其计算的方式就会有很大不同。对于数组与指针，指针的类型就显得相当重要，这是一般的教材里面从未提到的。具体更详细的内容请参阅本人所作《C++指针与数组专题》有详细介绍，怎样理解二维及多维数组与指针的关系。

Answer 3

(a) 是一维数组首地址，
(&a[0]) 还是一唯数组首地址 与(a)等价
(&a) 二唯数组首地址,其一唯的宽度就是数组a的元素个数
首地址值是相同的，而你都做了强制转换，所以看不出差别
如果用以下方法,就可以看出差别了
printf("%x ", (void *)(a+1) ); //==&a[1]
printf("%x ", (void *)(&a[0]+1) ); //==&a[1]
printf("%x ", (void *)(&a+1) ); //==&a[sizeof(a)+1]

追问

你好，再请教一下，我定义的是一维数组，如何理解(&a)变成二唯数组首地址了呢？是编译器的默认处理吗？

追答

a本来就只是一个数组的首地址，不是指针变量，但相当于一唯指针，对它取地址，系统会让为是把这个数组整体当一个元素而得到的指针,这指针首地址没变，而做+1等地址运算时，是直接以整个数组为元素向后移指针的，这种行为就说明它是比这个a多一唯层了
应当是编译器处理的规则，,更且体的归纳如下:
int i; i只是一个0唯的(只有一个元素)
int *p=&i; 此时p可以算是比i多一唯层，也就是可以当作一唯数组,指向0唯元素
int **p2 = &p; 看得出p是或相当于一唯数，而&p却是又多一唯层,属于二唯,指向1唯元素
int ***p3 =&p2; 很明显，对二唯指针取地址得到的是三唯的指针....指向二唯元素
......
数组名和指针的区别在于，数组名是const型指针，不能对指针本身赋值，不能改变指针本身
除此之外两者有区别吗，没有，所以，对于 int a[4]; a是一唯的指针(常量), &a当然是成了二唯的指针类型了

Answer 4

不好意思，刚才回答太轻率了。

请看如下程序：

#include "stdio.h"
void main()
{
int a[4];
// int *p=&a;
int (*q)[4]=&a;
int *s=a;
printf("%d %d\n",a,&a);
}
这个程序可以说明,a是int *类型，而&a是指向int [4]数组的指针。所以a和&a是类型不一样，但值是一样的。

所以，你的问题中，a，&a[0]和&a，虽然类型不完全一样，但就数值来说是一样的，在统一强制类型转换为(INT32U *)后，当然就成一样的了。

追问

你好，你提到“&a是指向int [4]数组的指针”，我不大理解啊，应该是"&a[0]是指向int [4]数组的指针"才对吧？我的困扰正是在此。

追答

a[0]是数组a中的元素，类型是int，取&后的类型当然是一级指针int *
a是长度为4的int数组，&a的类型是指向长度为4的int数组的指针，即int (*)[4]

Answer 5

[root@localhost test]# gcc -g jh_te.c
[root@localhost test]# ./a.out
a:1234
a---:3212929955
a---:3212929955
b:875770417
c:875770417
[root@localhost test]#
[root@localhost test]#
[root@localhost test]#
[root@localhost test]#
[root@localhost test]#
[root@localhost test]#
[root@localhost test]#
[root@localhost test]# cat jh_te.c
#include<stdio.h>
int main()
{
char a[5]={'1','2','3','4', 0};
printf("a:%s\n", a);
printf("a---:%u\n", &a);
printf("a---:%u\n", a);
int b = *(int *)(&a);
int c = *(int *)(a);
printf("b:%d\n", b);
printf("c:%d\n", c);
}
==========================这是我写的测试代码，看起来的确，a和&a是没区别的。
一下是我的推测：
&这个操作符号的意义是：取地址，但是如果操作的对象本身已经是一个地址变量了，就不会产生作用。
相同的情况也发生在函数名上，
比如：
void func_t();
func_t这个变量其实是一个地址，即函数的入口，看如下代码：
void *p = func_t;
这样我们通过p就能调用func_t这个函数，其实
void *p = &func_t;
也是一个作用，上述两句代码本身没有实质差别。
由此我推测：如果&的操作对象本身已经是一个地址，&就不会再起什么作用了。
=================================================================
再进一步的测试：
假如是char a[4];
&a 和a还是有区别的，但是你这里恶心在a[4]大小是4，如果你改一个别的大小，比如：a[5],最直观的区别就是：
sizeof(&a)=4,sizeof(a)=5.
同时如果你写if(&a == a)这样的代码，（其实他们的值是一样的哦）
编译时会有错误，说这两个量类型不统一。
所以：
a虽然是一个指针，但是还不是最纯粹的指针，它指向数组的首地址的同时，是一个指向特定类型的指针，比如char,就是它的移动单元是以数组大小为单位的,移动单位是1个字节。
&a则是纯粹的指针了，也是指向数组的首地址，但是它的移动单位就是4字节。

追问

不好意思，再请教一下，定义a[5]的话为什么sizeof(&a)=4？应该也是5了啊。