从一道面试题看指针与数组的区别

从一道面试题看指针与数组的区别

 

 

题记：

    关于指针，推荐看一下csdn飞天御剑流的《再再论指针》，相信对C语言指针会有一个更为清晰全面的理解。

     指针是C语言的精华，它是一柄“双刃剑”，用的好与坏就看使用者的功力了。下面就一道面试题，看一下指针与数组的区别。

 char*p1,*p2;
char ch[12];
char**pp;
p1 = ch;
pp =&ch;

p2 =*pp;
问p1和p2是否相同

     题目如上，找出其中的不妥之处。

     首先，数组ch是没有初始化的。其次，一个比较隐含的地方是，数组名可以代表数组第一个元素的首地址，这个没有问题，但是，数组名并非一个变量，数组分配完成后，数组名就是固定的，地址也是固定的。这样导致的结果就是绝对不能把数组名当作变量来进行处理。上述题目中，pp=&ch，显然是把数组名当作指针变量来使用了，这样肯定出问题。

    这个题目存在的两个问题，第一个问题比较简单，可以认为是粗心大意。但是第二个问题就是相当复杂了，扩展开来，那就是C语言中的精华中的指针和数组的联系与区别问题了。

    下面分为两步，首先看一下指针和数组的区别方法，然后提出对上述程序的修改方案。

1 指针和数组的区别

（1）指针和数组的分配

    数组是开辟一块连续的内存空间，数组本身的标识符（也就是通常所说的数组名）代表整个数组，可以使用sizeof来获得数组所占据内存空间的大小（注意，不是数组元素的个数，而是数组占据内存空间的大小，这是以字节为单位的）。举例如下：

#include<stdio.h>
int main(void)
{

        char a[]="hello";
        int b[]={1, 2, 3, 4, 5};
        printf("a: %d\n",sizeof(a));
        printf("b memory size: %d bytes\n",sizeof(b));
        printf("b elements: %d\n",sizeof(b)/sizeof(int));
        return 0;
}

     数组a为字符型，后面的字符串实际上占据6个字节空间（注意最后有一个\0标识字符串的结束）。从后面sizeof(b)就可以看出如何获得数组占据的内存空间，如何获得数组的元素数目。至于int数据类型分配内存空间的多少，则是编译器相关的。gcc默认为int类型分配4个字节的内存空间。

 （2）空间的分配

    这里又分为两种情况。

    第一，如果是全局的和静态的
    char *p = “hello”;
    这是定义了一个指针，指向rodata section里面的“hello”，可以被编译器放到字符串池。在汇编里面的关键字为.ltorg。意思就是在字符串池里的字符串是可以共享的，这也是编译器优化的一个措施。
    char a[] = “hello”;
    这是定义了一个数组，分配在可写数据块，不会被放到字符串池。

    第二，如果是局部的
    char *p = “hello”;
    这是定义了一个指针，指向rodata section里面的“hello”，可以被编译器放到字符串池。在汇编里面的关键字为.ltorg。意思就是在字符串池里的字符串是可以共享的，这也是编译器优化的一个措施。另外，在函数中可以返回它的地址，也就是说，指针是局部变量，但是它指向的内容是全局的。
    char a[] = “hello”;
    这是定义了一个数组，分配在堆栈上，初始化由编译器进行。（短的时候直接用指令填充，长的时候就从全局字符串表拷贝），不会被放到字符串池（同样如前，可能会从字符串池中拷贝过来）。注意不应该返回它的地址。

（3）使用方法

    如果是全局指针，用于不需要修改内容，但是可能会修改指针的情况。
    如果是全局数组，用于不需要修改地址，但是却需要修改内容的情况。
    如果既需要修改指针，又需要修改内容，那么就定义一个数组，再定义一个指针指向它就可以了。

2 我编写的修改方案

[armlinux@lqm pointer]$ cat pointer.c
/*
 * Copyright 2007 (c), Shandong University
 * All rights reserved.
 *
 * Filename : test.c
 * Description: about pointer
 * Author : Liu Qingmin
 * Version : 1.0
 * Date : 2007-08-27
 */
#include<stdio.h>
/*
 * define a macro which is used to debug array mode and pointer mode.
 * if 1, debug array mode; else debug pointer mode.
 * You can change it according to your decision.
 */
#define ARRAY_OR_POINTER 0
int main(void)
{
    char*p1;
    char*p2;
    char**pp;
    //test1
    #if ARRAY_OR_POINTER
    char ch[]="hello, world!\n";
    printf("%d, %d, %d, %d\n",sizeof(p1),sizeof(p2),
                                           sizeof(pp),sizeof(ch));
    #else
    char*ch="hello, world!\n";
    printf("%d, %d, %d, %d\n",sizeof(p1),sizeof(p2),
                                           sizeof(pp),sizeof(ch));
    #endif
    //test2
    p1 = ch;
    #if ARRAY_OR_POINTER
    pp =&p1;
    #else
    pp =&ch;
    #endif
    p2 =*pp;
    if(p1== p2){
    printf("p1 equals to p2\n");
    }else{
    printf("p1 doesn't equal to p2\n");
    }
    return 0;
}

 执行结果如下：

 // ARRAY_OR_POINTER为0时
[armlinux@lqm pointer]$./test
4, 4, 4, 4
p1 equals to p2
// ARRAY_OR_POINTER为1时
[armlinux@lqm pointer]$./test
4, 4, 4, 15
p1 equals to p2

 如果使用了数组定义方式，而又使用pp=&ch，那么就会出现类似下面的错误：

 [armlinux@lqm pointer]$ make
gcc -Wall-g -O2-c -o pointer.o pointer.c
pointer.c: In function `main':
pointer.c:44: warning: assignment from incompatible pointer type
gcc -Wall -g -O2 pointer.o -o test
[armlinux@lqm pointer]$ ./test
4, 4, 4, 15
p1 doesn't equal to p2

 url: http://blog.chinaunix.net/u/21948/showart_374560.html