为什么`&array`和`array`指向同一个地址？答案

【问题标题】：Why are `&array` and `array` pointing to the same address?为什么`&array`和`array`指向同一个地址？
【发布时间】：2019-07-15 08:59:29
【问题描述】：

直到现在，我还认为数组和指针是一样的。但我发现了一个奇怪的案例：

代码

int array[5] = { 10,11,12,13,14};

std::cout << array << std::endl;
std::cout << &array << std::endl;
std::cout << &array[0] << std::endl;

int *pArray = new int[5];

std::cout << pArray << std::endl;
std::cout << &pArray << std::endl;
std::cout << &pArray[0] << std::endl;

输出

0x7ffeed730ad0
0x7ffeed730ad0
0x7ffeed730ad0

0x7f906d400340
0x7ffeed730a30
0x7f906d400340

如您所见，array 和 &array 具有相同的值。但是pArray 和&pArray 具有不同的价值。如果数组与指针相同，则数组的地址应该与数组不同。 array 和 &array 怎么会一样呢？如果array 和&array 相同，那么保存数组值的内存地址是什么？

【问题讨论】：

这是因为数组不是指针。在数组的情况下，&a 和 a 是一回事。在指针的情况下，p 是指针指向的地址，&p 是存储指针值的地址。
这里我们可以见证语言的不一致。 new int[5] 应该返回指向 int[5] 的指针，而不是指向 int 的指针。
相关/重复：stackoverflow.com/questions/24104482/…
@geza 这有什么不同？指针就是指针
@geza 这将需要添加（丑陋的）可变长度类型，或者创建动态数组的替代方法。

标签： c++ arrays pointers

【解决方案1】：

普通的array 衰减为指向其第一个元素的指针，它等于&array[0]。第一个元素也恰好从与数组本身相同的地址开始。因此&array == &array[0]。

但需要注意的是，类型是不同的：

&array[0] 的类型是（在您的示例中）int*。
&array 的类型是int(*)[5]。

&array[0] 和 &array 之间的关系可能会更容易“以图形方式”显示（添加了指针）：

+----------+----------+----------+---------+----- -----+ |数组[0] |数组[1] |数组[2] |数组[3] |数组[4] | +----------+----------+----------+---------+----- -----+ ^ | &数组[0] | ＆大批

作为额外的补充，array 衰减为指向其第一个元素的指针，即 array 衰减为 &array[0]，因此将具有相同的类型。

但指针的情况有所不同。指针pArray 指向某个内存，pArray 的值就是那个内存的位置。这就是您使用pArray 时得到的结果。也和&pArray[0]一样。

当你使用&pArray 时，你会得到一个指向指针的指针。也就是说，您获得了变量pArray 本身的位置（地址）。它的类型是int**。

指针pArray有点图形化，会是这样的

+--------+ +------------+------------+-----------+--- --------+------------+-----+ |数组 | ----> |数组[0] |数组[1] |数组[2] |数组[3] |数组[4] | ... | +--------+ +------------+------------+-----------+--- --------+------------+-----+ ^ ^ | | &pArray &pArray[0]

_{[注意“数组”末尾的...，这是因为指针不保留有关它指向的内存的信息。指针仅指向特定位置，即“数组”的“第一个”元素。将内存视为“数组”取决于程序员。]}

【讨论】：

不确定(void*)&array 是否应该等于(void*)(&array[0]) BTW。（&array[0] 和 array 应该）。
@Jarod42 数组与数组的所有单个元素完全重叠。数组元素之前、之间或之后没有“填充”或“间隙”。
我的意思是 int (&)[N] 衰减到 int* 并因此导致相同的指针，int (*)[N] 和 int* 是不相关的类型。我不认为它们必须是平等的（一旦转换为“common”void*），即使以这种方式实现它似乎更简单。
@Jarod42 我已经提到了不同的类型，但这并不重要。不幸的是，我没有引用 C++ 规范中的任何引号，但我清楚地记得其中有一些内容确实表明 (void*) &array == (void*) &array[0] 必须仍然是正确的（即使它必须从几个不同的部分一起混淆）。否则(*(&array))[0] 之类的东西将不起作用。
*&a 是“noop”（对于没有邪恶一元运算符 & 的类型），所以你的例子不是正确的：/ .

【解决方案2】：

X 数组的行为必须像指向内存中 X 的连续列表的指针，就像指针一样。但是，它没有写在存储数据的内存必须是它自己的地址和可写的地方。在显式指针的情况下，该地址（在这种情况下为堆栈）有一个新的分配，但是对于一个数组，在堆栈上，编译器已经知道内容在哪里，因此不需要新的分配。

因此，将其视为指针而不进行索引是不安全的。例如：

pArray = nullptr; // This is a memory leak, unless a copy is taken, but otherwise fine.
array = nullptr; // This is will make the compiler upset

【讨论】：