數組和指針

指針和數組有什麼區別?

C程序(array.c):

#include <stdio.h>

int main()
{
    int date[3] = {2012,11,11};

    int *p = date;

    int a = date[1];
    int b = p[1];

    printf("a:%d b:%d\n", a, b);
    printf("date:%p\np   :%p\n", date, p);
    return 0;
}

彙編及註釋:

    .file    "array.c"
    .section    .rodata
.LC0:
    .string    "a:%d b:%d\n"
.LC1:
    .string    "date:%p\np   :%p\n"
    .text
.globl main
    .type    main, @function
main:
    pushl    %ebp            #-幀指針切換
    movl    %esp, %ebp        #/
    andl    $-16, %esp        #-棧對齊到16字節
    subl    $48, %esp        #-開拓局部變量空間
    movl    $2012, 24(%esp)    #\
    movl    $11, 28(%esp)    #-date數組初始化
    movl    $11, 32(%esp)    #/
    leal    24(%esp), %eax    #\
    movl    %eax, 44(%esp)    #-初始化指針p
    movl    28(%esp), %eax    #\
    movl    %eax, 40(%esp)    #-初始化a
    movl    44(%esp), %eax    #\
    addl    $4, %eax        #-\
    movl    (%eax), %eax    #-初始化b
    movl    %eax, 36(%esp)    #/
    movl    $.LC0, %eax
    movl    36(%esp), %edx
    movl    %edx, 8(%esp)
    movl    40(%esp), %edx
    movl    %edx, 4(%esp)
    movl    %eax, (%esp)
    call    printf        #第一次調用 printf 函數
    movl    $.LC1, %eax
    movl    44(%esp), %edx
    movl    %edx, 8(%esp)
    leal    24(%esp), %edx
    movl    %edx, 4(%esp)
    movl    %eax, (%esp)
    call    printf        #第二次調用 printf 函數
    movl    $0, %eax    #return 0
    leave
    ret
    .size    main, .-main
    .ident    "GCC: (GNU) 4.5.1 20100924 (Red Hat 4.5.1-4)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

大家對 lea 指令可能比較陌生,它跟 mov 指令很像, 不過 lea 指令傳遞的是內存的地址,而 mov 指令傳遞的的是 內存的值,例如:

leal 24(%esp), %eax        # 將 24+esp 的結果給 eax
movl 24(%esp), %eax        # 將 2012 給 eax

總結

首先,我們看到 main 也是一個函數,它編譯後的彙編代碼 跟函數調用中分析過的 Double 函數有一樣的結構。

  其次,指針是有存儲空間的(32位機是4個字節的大小), 其中存儲的是一個內存地址;而數組只有數組中的元素有存儲空間, 而 C 代碼中經常用到的數組首地址(用數組名來代替) 可以說是沒有存儲空間的。假設將數組首地址賦值給一個指針, 數組首地址的存在形式是:

  • 如果是全局數組,它將是 mov 指令中的一個立即數(常量)
  • 如果是局部數組,它將是 lea 指令中由 esp 或 ebp + 常量計算的結果

所以數組的首地址是一條機器指令的操作數, 不在局部變量空間中,也不在全局變量空間中, 而是被固化在代碼中。 因此,數組首地址不能被更改。

printf 函數的調用跟別的函數一樣:先傳參數, 然後 call printf,打印指針都可以使用 %p 格式描述符。 程序的運行結果如下:

[lqy@localhost temp]$ gcc -o array array.c
[lqy@localhost temp]$ ./array
a:11 b:11
date:0xbf9c3b68
p   :0xbf9c3b68
[lqy@localhost temp]$

date 和 p 的值都是 date 數組的首地址。