解析数组和指针的区别【Van0512】

2023年1月16日 187次阅读

这边先简单介绍一下内存分区。
内存按照用途划分为五个区：

  1. 栈区：由系统控制分配和回收。
    例如定义变量 int x = 0; int *p = NULL; 变量所占的内存都是分配在栈区的。
  2. 堆区：由程序员管理。
    在C语言中由 malloc 申请的内存，或者在C++中，用 new 申请的内存，是在堆区中申请的。用完之后需要程序员自己回收，否则会造成内存泄漏。
  3. 全局区：存储全局变量及静态变量
  4. 常量区：存储常量。
  5. 代码区：存储编译之后的二进制代码。

数组和指针具有很大的相似性，实际上，数组也是一种指针，一种有点特别的指针。
例如，可以这样申请包含10个 int 型数据的数组


//方式1
int arr[10];    //栈区
//方式2
int *ptr = new int[10];    //堆区

我们也常常在定义一个函数的时候使用指针，而传入实参（argument）的时候使用数组（甚至函数的声明和定义可以用指针和数组混搭）。例如：


void func(int *ptr, int n) {
    //statements
}

int main(void) {
    int arr[10];
    ...
    func(arr, 10);
    return 0;
}

数组名代表着一个地址，是其所占内存单元的首地址。在上例中，arr 和 &arr[0] 是相同的。
数组名表示一个地址，这一点和指针一样。不一样的地方在于数组名是一个固定的地址，数组是存放在栈区的，其地址不能改变，也即是一个 const 。
在用一个指针指向数组的时候，可以有几种形式。


int arrInt[10];
/*
ptr1 和 arrInt 的值是一样的，都是同一块内存空间的首地址。
这种形式规定了 ptr1 指向了一个包含10个元素的整形数组，书写麻烦，同时也限制了指针，因此很少用。
*/
int (*ptr1)[10] = &arrInt;
/*
这种形式就是我们比较熟悉和喜闻乐见的了。
在前面一块代码中，在实参中传入数组名，实际上做了这样一件事情：
int *ptr = arrInt; 形式参数是一个指向了 arrInt 的指针。
重点要解释的地方在下一块代码中说明~~~
*/
int *ptr2 = arrInt;

在C++中，有一种引用类型，相当于给变量取了个别名，在传递参数的时候就不会拷贝参数，提高了效率，减少了内存开销。
显而易见，在传递数组参数的时候，可以使用数组的引用。
数组的引用也有不同的方式：


int arrInt[10];
//和指向数组的指针的第一种定义方式类似
int (&ref1)[10] = arrInt;
//这样写怎么样？
int *&ref2 = arrInt;
/*
编译器会报错：
invalid initialization of non-const reference of type 'int*&' from an rvalue of type 'int*'.
原因在于，在栈区中的数组 arrInt 由系统控制，它的地址不能改变。
如果上面的代码可以通过，就意味着可以通过 ref2 指向其他的地址，从而修改 arrInt 的内存地址，这是不允许的，所以编译不通过。
*/
/*
可以这样做。
ref3 是一个引用，并且是一个常量的引用，引用的是一个 int* 。
由于 ref3 是一个常量引用，它的值不允许被修改，因此 ref3 就能够引用 arrInt。
*/
int * const &ref3 = arrInt;

啰啰嗦嗦讲了这么多，其实就一句话——
在栈区中的数组是一种不能改变地址的指针，或者说是一种 const 指针。
o(╯╰)o
（再多一句~~~）
而在堆区中动态申请内存的数组，也就是我们平时在用的指针。

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