數組與指針，究竟有什么關聯？什么情況下等同，什么時候不等同？ 老問題，新收獲
前兩天看《C專家編程》，結果硬是卡在數組與指針這塊好久，原本以為自己已經掌握的東西，原來還是沒有掌握精髓
拋出兩個問題，然后我們在解決這兩個問題的過程中review指針與數組:
問題一:
char arr[] = "abcdefg";
char *ptr = "abcdefg";
我們知道，arr[i]與ptr[i]都是正確的，但兩者又有什么根本的差異呢？如果是char (*pa)[10]與char **pp，那么pa[1][2]與pp[1][2]有什么區別呢？
問題二:
qsort在針對指針數組與二維數組排序時的區別？
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問題一:
首先，要明確一點，編譯器為每個標識符分配一個地址，這個地址在編譯階段可知，相反，存儲在標識符中的值只有在運行時才可知
對于數組，有 &arr = arr = &(arr[0])
對于指針，有 &ptr != ptr = &(ptr[0])
對于編譯器，它所知道的是&arr與&ptr，這兩個標識符的地址
基于上述三條（前兩條，寫個簡單的程序即可測試），即可得出結論： 雖然arr[i]與ptr[i]都能正確訪問某個字符（事實上，都會被編譯器改寫成*(arr+i)或者*(ptr+i)的形式），但是兩者生成的匯編代碼是不同的
驗證:
C語言代碼:
char arr[] = "abcdefg";
char *ptr = "abcdefg";
void
difference()
{
char a = arr[3];
char b = ptr[3];
}
匯編代碼(gcc -S test.c)
difference:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $16, %esp
/* char a = arr[3] */
movzbl arr+3, %eax /* 取地址(arr+3)處的值，放入寄存器 */
movb %al, -1(%ebp)
/* char b = ptr[3] */
movl ptr, %eax /* 取ptr的值(Mem[ptr])，放入寄存器 */
addl $3, %eax
movzbl (%eax), %eax /* 將寄存器%eax的值作為地址，取該地址的值放入寄存器 */
movb %al, -2(%ebp)
leave
ret
略微對上述匯編代碼進行了注釋，可以發現兩者的差異，指針跟數組相比，前者多了“一層間接引用”
（Note: 匯編尋址，例如，$Imm是立即數，Imm是絕對尋址(=Mem[Imm])，Ea是寄存器尋址，（Ea)則是間接尋址(=Mem[Register[Ea]])；可參考《深入理解計算機系統》第3章）
如果是char (*pa)[10]與char **pp，pa是指向數組的指針，而pp是指向指針的指針，這里有點類似于之前的討論
需要明白的就是: pa是指向數組的指針，保存的就是數組的地址；數組的地址等于數組首元素的地址；pa[i]等同于一元數組名稱，就是指向數組首元素的指針，也保存的是數組首元素的地址，因此有: pa+i(指向數組的指針) = pa[i] = &(pa[i][0])
表達式pa[1][2]與pp[1][2]所產生的匯編代碼也是不同的
（Note: 指向數組的指針p與數組名a(指向數組首元素的指針)，兩者的值相同，但含義不一樣，例如p+1與a+1就完全不同）
驗證：
C語言代碼：
void
array_print(char (*pa)[10])
{
char c = pa[1][2];
}
void
pointer_print(char **pp)
{
char c = pp[1][2];
}
匯編代碼:
array_print:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $16, %esp
movl 8(%ebp), %eax /* 將pa的值(Mem[pa])放入寄存器 */
addl $10, %eax
movzbl 2(%eax), %eax
movb %al, -1(%ebp)
leave
ret
pointer_print:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $16, %esp
movl 8(%ebp), %eax /* 將pp的值放入寄存器 */ addl $4, %eax
movl (%eax), %eax
addl $2, %eax
movzbl (%eax), %eax
movb %al, -1(%ebp)
leave
ret
問題二：
有了前面的講解，這里直接上代碼
#include "basic.h"
char *strings[] = { "zhao",
"pan",
"anan",
NULL };
char arr[][5] = { "zhao",
"pan",
"anan" };
void
test_a2_addr()
{
printf("Addr Testing\n");
printf("addr(arr+1): %p\n", arr+1);
printf("addr(arr[1]): %p\n", arr[1]);
printf("addr(arr[1][0]): %p\n", &arr[1][0]);
}
int
compare_pp(const void *arg1, const void *arg2)
{
return strcmp(*(char **)arg1, *(char **)arg2);
}
int
compare_a2(const void *arg1, const void *arg2)
{
return strcmp(*(char (*)[5])arg1, *(char (*)[5])arg2);
//return strcmp((char *)arg1, (char *)arg2); //ok,too
}
void
test_pp()
{
qsort(strings, 3, sizeof(char *), compare_pp);
printf("\nResult of qsort for POINTER-ARRAY\n");
char **s = strings;
while(*s != NULL) {
printf("%s\n", *s);
++s;
}
}
void
test_a2()
{
qsort(arr, 3, sizeof(char)*5, compare_a2);
printf("\nResult of qsort for TWO-ARRAY\n");
int i;
for(i=0; i<3; ++i)
printf("%s\n", arr[i]);
}
int
main(int argc, char **argv)
{
test_a2_addr();
test_pp();
test_a2();
}