3.6　应该记住：数组和指针是不同的事物

3.6.1　为什么会引起混乱

首先，请允许我强调一下本章的重要观点。

C 语言的数组和指针是完全不同的。

大家都说 C 语言的指针比较难，可是真正地让初学者“挠墙”的，并不是指针自身的使用，而是“混淆了数组和指针”。此外，很多“坑爹”的入门书对指针和数组的讲解也是极其混乱。

比如，K&R 中就有下面一段文字（p.119），

C 语言的指针和数组之间有很强的关联关系，因此必须将指针和数组放在一起讨论。

很多 C 程序员认为“数组和指针是几乎相同的事物”，这种认识是引起 C 的混乱的主要原因。

从图 3-17 中可以一目了然地看出，数组是一些对象排列后形成的，指针则表示指向某处。它们是完全不同的。

图 3-17　数组和指针

带着“数组和指针是几乎相同的事物”这样的误解，初学者经常写出下面这样的代码：

int *p;
p[3] = …… ←突然使用没有指向内存区域的指针

——自动变量的指针在初期状态，值是不定的。

char str[10];
    ┊
str = "abc";   ←突然向数组赋值

——数组既不是标量，也不是结构体，不能临时使用。

int p[];  ←使用空的[]声明局部变量

——只有在“函数的形参的声明”中，数组的声明才可以被解读成指针。

对于数组和指针，它们在哪些地方是相似的，又在哪些地方是不同的——不好意思，可能在下面会出现和前面重复的内容。

3.6.2　表达式之中

在表达式中，数组可以被解读成指向其初始元素的指针。所以，可以写成下面这样：

int *p;
int array[10];
p = array;    ←将指向array[0]的指针赋予p

可是，反过来写成下面这样：

array = p;

就是不可以的。确实，在表达式中 array 可以被解读成指针，可是，本质上它其实是被解释成了&array[0]，此时的指针是一个右值^*。

^{* 此时的指针是右值这个理由之外，在标准中，数组也不是“可变更的左值”。}

比如，对于 int 类型的变量 a，a = 10;这样的赋值是可以的，但肯定没有人想做 a + 1 = 10;这样的赋值吧。尽管 a 和 a + 1 都是 int，但是 a + 1 没有对应的内存区域，只是一个右值，所以不能被赋值。同样的道理，array 也不能被赋值。

此外，对于下面这个指针，

int *p;

如果 p 指向了某个数组，自然可以通过 p[i]的方式进行访问，但这并不代表 p 就是数组。

p[i]只不过是*(p + i)的语法糖，只要 p 正确地指向一个数组，就可以通过 p[i]对数组的内容进行访问，就像图 3-18 表现的这样。

图 3-18　使用指针访问数组

如果是“指针的数组”和“数组的数组”，就会有很大的不同。

char *color_name[] = {        ←指针的数组
    "red",
    "green",
    "blue",
};

对以上的代码进行图解（参照图 3-19），

图 3-19　指针的数组

char color_name[][6] = {   ←数组的数组
    "red",
    "green",
    "blue",
};

对以上的代码进行图解（参照图 3-20），

图 3-20　数组的数组

以上两种情况都可以用 color_name[i][j]的方式对数组进行访问，但是内存中数据的布局是完全不同的。

3.6.3　声明

只有在声明函数的形参的时候，数组的声明才能解读成指针的声明（参照 3.5.1 节）。

以上的语法糖，与其说使 C 变得更加容易理解，倒不如说它使 C 语言的语法变得更加混乱。是不是有很多人这么想？我就是其中的一个^*。而且 K&R 的说明更是使这种混乱局面雪上加霜。

^{* 虽然使用这个语法糖可以让多维数组作为参数被传递时更容易理解……}

在不是声明函数的形参的时候，数组声明和指针的声明是不可能相等的。

使用 extern 的时候是最容易出现问题的（参照 3.5.2 节）。另外，声明局部变量或者结构体的成员时，写成

int hoge[];

会引起语法错误^*。

^{* 对于结构体的成员，在 ISO C99 中是允许这种写法的。}

存在数组初始化表达式的情况下，可以使用空的[]，但这是因为编译器能够计算出数组元素的个数，所以可以省略书写元素个数。仅此而已，这种特征和数组扯不上任何关系。

要　点

【非常重要！！】

数组和指针是不同的事物。