C - 未转换为其类型的指针时，数组名称是什么？

Question

所以有一段时间我对数组名称和指针感到困惑。

我们声明int a[10]; 在路上的某个地方也有a 和&a。

所以我知道语法是如何工作的。 a 是数组名称。当它不用作sizeof&等的操作数时，它将被转换或“衰减”，因此它返回一个指向包含数组第一个元素地址的整数的指针。

如果数组名用作sizeof 或& 的操作数，则其类型为int (*)[10]。所以我猜类型是不同的，因为“衰减”不会发生。

但我仍然不明白&a 是如何工作的。我的理解是它给了我whatever it was before the "decay" happened的地址。所以在指针“衰减”发生之前，它是什么以及编译器如何使用“原始”来评估&a？

相比之下，如果我们声明int *p; 后来在代码中的某处有&p 和p...

在这种情况下，指向整数 p 的指针被赋予一个单独的指针单元及其地址，该地址的值将是我们分配给它的任何地址（或该地址预分配的垃圾值）。

a 在声明为int a[10] 时不会在内存中分配一个单独的指针单元。我听说它在寄存器%ebp 上有一个偏移量。那么编译器在评估&a 时会发生什么？指向整数的指针的“衰减”没有发生，首先没有单独的“指针”。那么编译器将a 识别为什么，当它看到一元& 运算符使用数组名称作为操作数时会做什么？

Answer 1

给定：

int a[10];

对象a 的类型为int[10]。 表达式 a，在大多数但不是所有上下文中，“衰减”为指针表达式；该表达式产生一个int* 类型的值，相当于&a[0]。

但我仍然不明白&a 是如何工作的。我的理解是它给了我在“衰减”发生之前它是什么的地址。所以在指针的“衰减”发生之前，它是什么以及编译器如何使用评估&a的“原始”？

这不太正确。在&a 中，衰减根本不会发生。 a 的类型为“10 个数组 int”（int[10]），因此 &a 的类型为“指向 10 个数组的指针 int”（int(*)[10]）。

这没什么特别的。对于some_type 类型的任何名称foo，表达式&foo 的类型为“指向some_type 的指针”。 （令人困惑的是，这是数组名称​​不表现异常的罕见情况之一。）

最好将“数组”和“指针”这两个词视为形容词而不是名词。因此我们可以有一个数组对象、一个数组表达式、一个数组类型等等——但只是“一个数组”是不明确的。

这个：

int a[10];

定义一个名为a 的数组对象（并分配4 * sizeof (int) 字节来保存它）。没有创建指针对象。您可以通过获取对象的地址或它的任何元素的地址来创建指针 value。这与任何其他类型的对象没有什么不同。定义some_type 类型的对象不会创建some_type* 类型的对象，但您可以通过计算对象的地址来创建some_type* 类型的值。

Answer 2

那么编译器将 a 识别为什么，当它出现时它会做什么？ 看到一元 & 运算符使用数组名作为操作数了吗？

编译器将a 识别为一个10 元素的整数数组，当它看到& 运算符时，它会返回该数组的地址。

就像它将int i = 3; 视为一个整数，并将&i 视为该整数的地址。

Answer 3

关于获取数组的地址：数组本身就是一个对象，因此它既有大小又有地址（尽管获取地址很少有用）。

将数组转换为指向其第一个元素的指针是一种类型强制。只有当替代方案是编译错误时才会发生。

例如，您无法将数组与指针进行比较，因此数组（隐式）被强制（强制转换）为int*（与其第一个元素），然后比较指针类型。在 C 中，您可以比较任何指针类型。 C 根本不在乎（尽管它可能会发出警告）。

正如您所说，就类型而言，这实际上是将int* 与int(*)[10] 进行比较。这些将必须具有相同的地址（无论键入如何），因为数组直接保存它们的数据。所以数组的地址永远是它的第一个元素的地址。

但是，获取数组的大小并不是错误，因此sizeof(a) 获取了整个数组的大小，因为不需要强制来使其合法。所以这和sizeof(int[10])是一样的。

如你所说，你的另一个案例sizeof(&a) 真的是sizeof(int(*)[10])。