哪个是 C 中这个 char 数组的正确地址？

Question

#include<stdio.h>
int main()
{
  char *str1 = "computer";

  printf ("%p\n", (void *)   str1);   // i
  printf ("%p\n", (void *)  &str1);   // ii
  printf ("%d\n",           *str1);   // iii
  printf ("%p\n", (void *)  *&str1);  // iv
  printf ("%p\n", (void *)  &*str1);  // v

  return 0;
}

我知道& 是“地址”运算符，* 是“地址中的值”运算符。 在我看来，

i. 这是 char 数组的地址，因为数组的名称代表第一个元素的地址。

ii.我不明白这一点，因为地址的地址似乎令人困惑。

iii.这应该表示地址处的值（即computer），但格式说明符是%p，并且输出中会打印一个随机数。

iv. 这应该是地址地址的值。这再次令人困惑。

我在输出中得到随机值。我知道其中一些可能是由于未定义的行为。但如果有人能澄清这些的含义，我将非常感激。

我也想说

printf ("%p\n",  **str1);
printf ("%p\n",  &&str1);

给出编译失败的错误。

Answer 1

示例代码中唯一的数组是由字符串字面量产生的数组：

"computer"

在大多数情况下，¹ C 中的字符串文字指示编译器在内存中的某处生成（或表现得好像它已经生成）一个数组，该数组的内容用字符填充组成字符串文字。不允许在数组元素上写字——就好像数组的类型为 const char [<em>N</em>] 以对应适当的整数常量 N——但数组本身实际上具有类型 char [<em>N</em>]。 （在大多数现代编译器上，如果可能，该数组可能会放置在物理只读存储中，例如 ROM 或文本空间，尽管许多编译器都有可能影响这一点的指令。正如其他人指出的那样，规则有点与 C++ 不同。整数常量 N 由字符串文字中的字符数确定，并添加了终止 '\0' char。）

一般来说，给定一个类型为“数组N of T”的变量v（对于某些类型T），您只需将&v写成得到它的地址。这是一个“指向 T 的数组 N 的指针”类型的值。这也适用于字符串文字：²

char (*p_a)[6] = &"hello";

这里的p_a 是一个指向数组的指针。这和之间的区别：

char *p_c = "world";

p_c 是一个指向单个char 的指针，而不是指向（整个）数组的指针。因此p_c[1] 是该数组中的第二个 char，即'o'。但是p_a[1] 将是第一个数组"hello" 之后的整个6-char-long 数组，如果有这样的数组（没有这样的数组，因此尝试访问p_a[1] 会产生未定义的行为）。

那么，从字面上看，所问问题的答案是“都不是”。这些表达式都没有同时指向整个数组！

因为我们知道"computer" 由 9 个chars 组成——八个可见的chars 和一个终止'\0'——我们可以获取存储在str1 中的值，它是一个指向9 个chars 中的第一个，并将其（通过强制转换和/或赋值）转换为正确的类型char (*)[9]，以获得“（整个）数组的地址”：

char (*answer_1)[9] = (void *)str1;

或：

((char (*)[9]) str1); /* answer2: produce the value, then ignore it */

例如。

不过，关于 C 中的指针和数组的一点是，指向数组的 第一个元素 的指针，就所有实际目的而言，与指向 的指针“一样好”。 em>整个数组。因此，简单的str1（指向 9-char-long 数组的第一个元素的指针）与指向整个 9-char-long 数组的指针“一样好”。

对于刚接触 C 的人来说，这一切听起来很奇怪。很久以前，我制作了一个图形来显示关键区别；可以找到here。区别的本质是“圆的大小”而不是“地址值”本身。

列表中的第 2 项（或者我应该说“ii”）&str1 使用了这样一个事实，即您有一个实际对象 str1，类型为“指向char”的指针。地址运算符& 为您提供指向该对象的指针：类型为“指向（指向char）的指针”或char ** 的值。值本身可以被认为是指向变量str1 的箭头，而存储在str1 中的值本身可以被认为是指向"computer" 中的c 的箭头。

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¹这里的主要例外是当字符串字面量用作初始值设定项时。例如：

char ch_array[9] = "computer";

完全填充 9-char-long 数组ch_array，而不必在任何地方创建第二个数组。在这些情况下，您可以控制结果数组的实际const-ness； ch_array 不是 const 并且 是 您可以写入的东西，因此您可以更改此数组中的字母，例如，如果您愿意，可以将其设为“catputer”。

C 标准还允许您将数组中的一个元素设置为“太短”，即无法容纳终止符 '\0'。在这种情况下，终结符根本不存储在任何地方。没有标准的方法可以在不创建这样的对象的情况下执行此操作，尽管有一个提议，在字符串文字中使用最终的 \z 转义以获得相同的结果，但没有成功。

注意字符串连接：

char *x = "com" "put" "er";

不在部件之间插入终止符'\0'：在 连接之后添加终止符。而且，由于在此处生成的匿名数组上写入会产生未定义的行为，因此编译器也可以（并且好的编译器可以）share 字符串文字，可能带有“尾部共享”，³ 这样：

char *s1 = "hello world", *s2 = "world";

可能只生成一个数组，包含"hello world" 字符串，并使s2 指向该字符串中的w。

²早在 1980 年代，很多编译器都犯了这个错误。公平地说，当时没有 C 标准：最初的 ANSI C 标准于 1989 年 12 月问世，所以直到 1990 年才有任何官方规则可以适用于编译器编写者。

³“尾巴共享”不是一个艺术术语，只是我在这里编造的一个短语，试图描述这个过程。

Answer 2

让我们按顺序来：

1. str 返回指向数组第一个字符的指针
2. &str 返回一个指向指针的指针（即它指向变量 str 所在的位置）
3. *str 取消引用指针，并返回指向的值，换句话说，它返回字符串中的第一个字符（所以它根本不是指针）
4. *&str 返回与 1 相同，因为取消引用和地址操作符相互抵消
5. &*str同上，address-of和dereference相互抵消

第 4 点和第 5 点的区别在于表达式的求值顺序，但结果是一样的。

在您使用 char 指针的情况下，“正确”的方式是 1。

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至于**str 和&&str 的错误，因为*str 导致char，这不是您可以取消引用的类型。带有双与号的那个是因为它是逻辑和运算符&& 应用于一元表达式而不是二元表达式。

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一个不相关的点：字符串文字是字符的常量数组，其大小等于字符串中的字符数加上字符串终止符的数量。这意味着拥有一个普通的非常量指针是错误的，声明应该是

const char *str = "computer";

或可能（不知道它是否适用于C）

char const *str = "computer";

Answer 3

您的所有示例都会导致未定义的行为，因为带有格式说明符 %d 的 printf 需要 signed int，而不是指针。

作为stdcall points out，数据指针的正确格式说明符（尽管仅适用于指向字符的指针和void-指针，其余的必须严格来说必须转换为它们中的任何一个）是%p，它将以实现定义的格式打印指针。

这是char** 类型的右值：&str1 转换为void* 并使用%p 打印
这些是char* 类型的左值：str1 *&str1 用%s 打印字符串，用%p 打印指针值
这是char* 类型的右值：&*str1 同上
这是char 类型的左值：*str1 使用%c 打印

所有char* 都指向同一个对象。

请注意，尽管由于历史原因字符串文字的类型为 char[]，但它们是可能共享的常量：尝试更改它们会导致 UB。

Answer 4

printf ("\n%d", *str1); // iii

不打印随机数，而是第一个字符的ascii值

*str1 实际上是第一个 char 'c' == 99 的值

使用 *(str1 + i) 访问 str1 的元素 i

Answer 5

printf ("%d", str1);   // i

这是你的“字符串”的地址，你的char 数组存储在其中（相当于&str[0]）。 str1 的类型显然是 char* 与 %d 说明符不匹配，但大多数实现会将地址输出为整数。

printf ("\n%d", &str1);   // ii

str1指向str1中第一个char的地址（即&str[0]），所以&str1指向str1：

&str1 -> str1 -> "computer"

printf ("\n%d", *str1);   // iii

这完全等同于str1[0]，即'c'。由于您指定了%d 说明符，因此输出的值是'c' 的ansi 值。

printf ("\n%d", *&str1);  // iv
printf ("\n%d", &*str1);  // v

嗯，*&a 和 &*a 在大多数（所有？）情况下都等同于 a，所以在这里你只是得到第一个行为。

printf ("\n%d", **str1);

str1 是一个指针，因此您可以取消引用它以获得'c'，但*str1 是'c'，您不能取消引用char。

printf ("\n%d", &&str1);

&str1是str1的地址，但它不是变量所以它没有任何地址所以&&str1是不可能的（str1的地址的地址不存在）。

正如其他答案中提到的，输出指针的正确方法是%p。您会在所有情况下获得随机值（通常除了iii），因为str1 并不总是具有相同的地址。