汇编级别的地址运算符和数组

Question

Q1：地址运算符获取该变量的地址。例如：

int var1;
int *p;
p = &var1;

程序在第 3 行将 var1 的地址传递给变量 p。

是不是CPU创建了一个空间来放var1的地址（由于地址操作符），然后交给p？

Q2：代码如下：

int A[3]= {2, 4, 6};

int *p = A;

printf("%d\n", p);
printf("%d\n", *p);

打印 p 的值和 p 的解引用值（A[1] 的值）， 相当于：

int A[3]= {2, 4, 6};

printf("%d\n", A);
printf("%d\n", *A);

Q2的第一个例子很清楚，CPU创建了另一个变量p来存储A的地址。

除了创建一个变量 p 之外，第二个示例是否在 CPU 中做同样的事情？

谢谢

Answer 1

CPU 不会“创建变量”。你可以说编译器通过选择它使用的指令在堆栈上为变量创建空间，或者在静态存储中使用汇编指令在.data、.rodata或@987654324中保留空间@ 部分。

如果您将该代码放在 http://godbolt.org/ 上并禁用优化 (-O0)，您会或多或少地看到您所期望的，即 x86、ARM 或其他任何东西的实际 asm 将为每个变量保留空间存在于 C 抽象机中，并将值实际存储在那里。

但是在正常编译的实际代码中（-O2 或-O3），编译器利用“好像”规则，它允许它发出任何它决定将产生与 C 源代码相同的可观察行为的 asm 指令，包括完全优化 int *p 并执行相当于 printf("%d\n", 2); 的操作。不过，将地址A 传递给像printf 这样的外部函数可能会导致编译器实际在堆栈上创建该数组。但是你永远不会获取p 本身的地址，所以p 没有理由存在于内存中。

Answer 2

恐怕你在这里弄错了两件事：

• 地址运算符&的使用。
• 在 C 中使用数组。

& 运算符的地址允许您从与 value 相同类型的变量构造指向 value 的指针。这意味着，当你写：

p = &var1;

C获取变量var1的地址并将那个值存入指针变量p。

当你通过名字引用一个数组时，你得到的值就是第一个元素的地址，所以

int *p = A;

与相同，获取A的第一个元素的地址并将该值分配给指向int变量p的指针。

当你这样做时：

int *p = &A;

您正在从指向int 数组的指针到int 类型数组的变量中进行赋值，这是一种不同的类型。从历史上看，编译器会自动转换类型并且没有给出任何指示，但由于它不正确，它可能会混淆不止一个。它对我的编译器发出警告，尽管：

$ make pru2.o
cc -O -pipe -c pru2.c -o pru2.o
pru2.c:5:6: warning: incompatible pointer types initializing 'int *' with an expression of type 'int (*)[20]'
      [-Wincompatible-pointer-types]
int *q = &A;
     ^   ~~
1 warning generated.

这体现在您稍后发布的代码中：

printf("%d\n", A); /* this is the same ass &A[0] */
printf("%d\n", *A); /* dereference that, as *(&A[0]) == A[0] */

在这里，重要的是（在使用数组时）清楚地区分

&A

和

A

是不同的表达式，它们给出（通常认为是未定义行为）相同的地址值，但作为指向不同类型的指针。

&A  

是数组A的地址，因此定义为类型

int (*)[sizeof A / sizeof A[0]]

同时

A

表示A的第一个元素的地址，因此它被定义为类型

int *

（指向int的指针）这可以通过简单地打印指向解引用的大小来显示，如下所示：

int A[20];

...

printf("sizeof *(&A) == %z\n", sizeof *(&A));

和

printf("sizeof *A == %z\n", sizeof *A);

（第一个会给你完整数组的大小，证明数组A的地址是一个指向20个数组的指针ints，而第二个会给你第一个的大小A 的元素，证明它指向单个 int 元素）

一般来说，数组在 C 中的使用方式非常有限，因为它们在很多情况下都被同化为指针，它们不能按值传递 --- 使用数组名作为参数给函数传递一个指向第一个元素的指针，使用数组的地址使编译器传递相同的值，但作为指向 n 个元素的数组的指针---这将被被调用者视为简单的指针值函数，因为未指定的数组后缀[] 将被编译器转换为指针定义。

Answer 3

Q1：不，地址运算符不是var1 在堆栈上有空间的原因。每当您“本地”声明任何变量时，“计算机”都会在堆栈上为该变量分配内存。

Q2：是的。请注意，在某些 条件下，您可以交换数组和指针。也就是说，对于int [] my_array 和int * ptr，*my_array 和*ptr 都会给你数组的第一个元素