指针变量的大小存储在哪里？

Question

 #include <stdio.h>

 int main(void)
 {
int a[5]={1,2,3,4,5};
int *ptr=(int*)(&a+1);
printf("%d %d\n",*(a+1),*(ptr-1));
return 0;
}

输出：

2 5

这里的语句*ptr= (int*)(&a+1) 1 没有添加到&a。实际上它就像&a + sizeof(a)。现在我的问题是指针变量的大小存储在哪里，或者如果它没有存储，那么它是如何计算的。在int, float, char 等情况下，它们的大小是在编译器中预定义的，因此 int *a 是不同的情况。真的只有地址存储在指针变量中吗？关于指针变量的元数据存储在哪里？

Answer 1

由于您的变量声明 int a[5] = ...，编译器知道 a 的类型为 int [5]（因此，sizeof(a) 将返回 20）。由于编译器知道a 的类型，因此获取a 的地址将产生一个正确类型的指针。这可能有点令人惊讶：&a 不会产生 int**，而是产生 int (*)[5]（指向五个整数数组的指针）。

所以在执行的时候

int *ptr=(int*)(&a+1);

您获取a 的地址，加一个（由于 C/C++ 指针算法的工作方式，指针引用的地址增加了sizeof(a) 字节），然后将结果转换为 int。所以此时，ptr 指向数组最后一个元素的后面（偏移量 20）。

然后您将指针转换为int* 并使用*(ptr-1)，因此您在偏移量 16 处取消引用 int 值 - 这恰好是最后一个数组元素所在的位置。

Answer 2

它不会被存储。编译器在编译代码时当然需要跟踪这一点，但在此之后，它基本上只是硬编码到生成的指令中。

Answer 3

&a 是 int (*)[5] 类型，即 &a 是指向 array 的指针，而不是指向 int 的指针。编译器（显然）知道数组大小是多少，并将其用于指针运算。

Answer 4

指针具有“双重类型”。一方面，它是一个具有自己大小的指针（假设某些系统上的每个指针有 4 个字节）。另一方面，它是指向具有大小的对象的指针（void * 除外）。

在 C 中通常不能直接访问类型。你不能问“变量的类型是什么”。

但始终可以通过sizeof 访问大小。所以int *本身可能使用4个字节，但是编译器知道它指向一个整数，它知道整数的大小。 对于struct xyz *，指针本身可能又是4 个字节，但编译器知道它指向一个结构，并且知道结构的大小。重要的是指针的类型超出“指针”。

所以，如果你定义了struct xyz *ptr，你总是可以通过检查sizeof(*ptr)来找出指针所指向的大小。即使ptr 未初始化，您也可以这样做。

当ptr 定义为void * 时，您唯一不能做的就是检查sizeof(*ptr)。

就“元数据”而言，都是指针的类型。

Answer 5

指针只是一个内存地址，没有元数据。将 N 添加到 T* 类型的指针会导致将 N*sizeof(T) 添加到地址值。编译器在编译过程中知道每种类型的大小，没有存储任何内容。

• a+1指向a中的第二个int，因为它将a视为int*即指向第一个元素的指针，即sizeof(int)被添加到内存地址
• &a+1指向“第二个int[5]数组”，即在内存地址上加上sizeof(int[5])
• ptr-1 指向“第二个数组”的第一个元素（即 a 的最后一个元素）之前的 int。