【C/C++】一道试题，深入理解数组和指针

在x86平台下分析下面的代码输出结果

 int main(void)
 
 {
 
     int a[] = {, , , };
 
     int *ptr1=(int *)(&a+);
 
     int *ptr2=(int *)((int)a+);
 
     printf("%x, %x/n", ptr1[-], *ptr2);
 
     return ;
 
 }

&a+1

　　首先明确，a是一个具有4个整型变量的数组的名字，具体地说是这种数组的首元素的首地址，而&a是数组的首地址，请注意措辞。而关于指针加1，则需要指针运算的知识。

下面就是关于指针运算你需要知道的事实：

就像上面的例子那样，式子&a+1表示的是指针加法运算，而不是普通的数值加法运算，之所以会这样是因为&a是一个指针而非普通数值(虽然它本质上也是一个整数)。那么：假如此时&a=0xFFFF5700，那么&a+1是多少呢？答案是：取决于&a的类型。

如果&a是一个指向char型的指针，那么&a+1 = 0xFFFF5701

如果&a是一个指向short型的指针，那么&a+1 = 0xFFFF5702

如果&a是一个指向int型的指针，那么&a+1 = 0xFFFF5704 (32位机器)

如果&a是一个指向某种结构体struct foo的指针，那么&a+1 = 0xFFFF5700+sizeof(struct foo)

……

　　指针加1不是指针内容简单地加1，而是让指针指向下一个数据，加2就是让指针指向下两个数据，这个数据的类型就是指针指向的类型，所以指针的加法究竟会让这个指针指向哪里，取决于这个指针指向的数据类型。

　　因此，综上所述，当&a与整数1做加法时，实际上是指针的加法，加1的含义是：令指针a指向下一个数据，下一个数据是啥？当然是紧挨着的下一个具有4个整型变量的数组了（因为&a的类型是指向具有4个整型变量的数组的指针嘛），于是a的指向了4的下一个地址，在用此值初始化ptr1，因此ptr1的指向如图所示：

　　由于在ptr1初始化的时候，令&a+1强制转换成整型指针，因此ptr1[-1]相当于把ptr1往前挪一个整型大小，即4个字节。如下图：

　　显然，打印出的第一个数字是a[3]的内容，即数值4.

　　还必须说明一个事实：数组下标是可以为负数的，实际上，取下标符“[ ]”的内部实现，就是指针运算！比如a[2]，等价于*(a+2)，即以a地址为基址，取偏移量为2的地址的值。所以ptr1[-1]等价于*(ptr-1)。

(int*)((int)a+1)

　　先把数组名a强制转换成整型变量，然后再加1，然后再强制转换成整型指针！真罗嗦，但不要紧，咱有的是耐性，无非就是让ptr2指向a[0]的第二个字节罢了，此时ptr2指向如下图所示：

　　此时打印的内容就是ptr2所指向的往后4个字节的内容了，也就是a{0}的后三个字节和a[1]的第一个字节，那究竟会打印出啥玩意儿呢？

　　要把上图中每一个字节的内容都打印出来没问题，但是先要知道字节序的概念，字节序分两种，一种叫大端字节序(big-endian) ，当然除此之外必然有小端字节序(little-endian)

官方解释：

所谓大端(big-endian)序，就是高优先位 对应高有效位 。

所谓小端(little-endian)序，就是高优先位 对应低有效位 。

民间解释：

所谓大端(big-endian)序，就是读取或者存放数据时，最低位 对应 高地址 。

所谓小端(big-endian)序，就是读取或者存放数据时，最低位 对应 低地址 。

　　回到原来的问题，此时ptr2指向了a[0]的第二个字节。以x86平台为例（小端序），此时其内部数据分布是这样的：

　　由于x86平台是小端序的，小端序的存取时最低位 对应 低地址 ，因此将会打印出0200 0000，如果没有说明在x86平台，那答案是不确定的，取决于具体的平台，例如ARM平台就是大端序的。

关于a 和&a

　　考虑这个定义：

int a[] = {, , , };

　　这时我们必须明确，编译器根据我们提供的类型和数组大小，为我们分配了适当大小的存储区域，并且把这块存储区域叫做a.

　　请注意：

&a，就像我们上面提到的，它的类型是“指向具有4个整型变量数组的指针“，简而言之&a是一个数组指针。
这个数组的名字a，当它作为右值时代表的是数组首元素的首地址，而不是数组的首地址。此时a的意义跟&a[0]是等价的，都是指向首元素的指针。
数组的名字会在另一个地方与指针等价，那就是函数参数表，当出现在函数的参数表里面的时候，不管写的是数组，还是指针，一旦进入函数内部，通通变成指针。