C/C++静态数组与动态数组的区别

简介

以下三行代码有什么区别？

int a[10];
int *a = (int*)malloc(sizeof(int)*10);
int *a = new int[10];

• 第一行代码定义a为包含10个int类型元素的整形数组。
• 第二行和第三行分别使用的是C和C++来定义动态数组，他们的结果是相同的。a都可以表示为一个动态数组。

我们可以使用a[1]来取数组a的第1个元素。那他们有什么区别呢？

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解释

我们从指针开始说起。所谓指针，就是用来存放内存地址的一个变量，首先，指针是个变量；其次，指针存放的是内存地址。

指针的定义中包含了一个重要的说明：指针中存放的内存地址处的内容应该如何解析。例如：int *a; 说明a是一个指针，他存放的地址处的数据被解析为一系列连续的int型数据。

那int a[10]，可以说明a是一个指针么？其实，这样说是不准确的。a其实本身就是一个内存地址。只是我们在实际运行之前并不知道他真正代表哪个地址。就像宏在编译的时候被替换成宏定义的内容，静态数组a实际上在执行的时候是被替换成真实的内存地址的。也就是说a已经是内存地址了，不是变量。

那么对于int a[10] 和 int *b = new int[10]，a[2]和b[2]有什么区别呢？

1. a[2]，b[2]在赋值符号=的右端的时候。此时表示取a[2]和b[2]的值。对于a[2]，首先a代表的是个内存地址，在这个内存地址处偏移sizeof(int)*2个字节，取连续sizeof(int)个字节，并将其解析为int类型的数。对于b[2]，首先b是一个指针，其值是一个内存地址，首先b这个变量在内存中的地址被找到，然后取连续的sizeof(int*)个字节，解析为一个内存地址，然后在这个地址处偏移sizeof(int)*2个字节，取连续sizeof(int)个字节，并将其解析为int类型的数。
2. a[2]，b[2]在赋值符号=的左端的时候。表示向相应的内存位置赋值。赋值符号右端的表达式的结果不管是什么类型的值，都会被默认强制类型转化为int型数据。对于a[2]，a代表的是个内存地址，在这个内存地址处偏移sizeof(int)*2个字节，向连续的sizeof(int)个字节内存中写入赋值号右端的结果。对于b[2]，首先b这个变量在内存中的地址被找到，然后取连续的sizeof(int*)个字节，解析为一个内存地址，然后在这个地址处偏移sizeof(int)*2个字节之后，向连续的sizeof(int)个字节内存中写入赋值号右端的结果。

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实验

试验下前面讨论的内容：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>
int main(int argc, char** argv){
    int a[10];
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(&a));
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(a));
    int *b = new int[10];
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(&b));
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(b));
    delete[] b; b = NULL;
    return EXIT_SUCCESS;
}

某次执行结果：

000000003093F838
000000003093F838
000000003093F878
00000000309A8D90

根据输出结果，可以推断，a和&a的值是相同的，说明a已经是地址了，取地址后还是原先的地址，所以两次地址是一样的。

后两次输出结果不同，是应为b是一个指针，是变量，变量的地址与他存储的内存地址是不同的。