一道试题引发的血案

某日，看到一道比较恶心的C语言的试题，考了很多比较绕的知识点，嘴脸如下：

int main(void)

{

    int a[4] = {1, 2, 3, 4};

    int *ptr1=(int *)(&a+1);

    int *ptr2=(int *)((int)a+1);

    printf("%x, %x/n", ptr1[-1], *ptr2);

    return 0;

}

问，在x86平台下输出啥？

题目虽然恶心了点，但作为一个例子来分析，还是挺好玩的。学过C语言的朋友可以暂且不看下文，自己试着分析一下，看看结果跟我的是否一样，也不失为一件趣事。

下面把这道题牵涉到的所有边边角角的问题梳理一遍，详细讨论如下：

1、&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。没学过指针运算或者已经忘记了这个知识点的朋友们，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)。那么你会问：加入此时&a=0xFFFF5700，那么&a+1是多少呢？答案是：取决于&a的类型 。

    a) 如果&a是一个指向char型的指针，那么&a+1 = 0xFFFF5701

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

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

    d) 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)

    ……

还没看出端倪吗？没错，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（关于类型转换的详细讨论请参考http://blog.csdn.net/seton040/archive/2009/10/19/4699869.aspx），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.

当然，我们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)。

2、(int *)((int)a+1)

至于指针ptr2的处理更恶心一点，呵呵！它先是把数组名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：

显然，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？上面的图没有画出里面的内容，要是把每个字节的内容都画出来就好了，呵呵！

要把上图中每一个字节的内容都打印出来没问题，但是你先要知道字节序 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) ，让我们用一个问题，来引出字节序的概念，然后再来搞定这两个小鬼吧！

问题是这样的：对多字节存储的变量，机器是如何做出解释的？？请看下图：

假如这是一个普通的int变量，地球人都知道，在32机器上int占用4个字节存储数据，就像上图中显示的那样，在4个字节中放置了一堆数字，但是机器究竟会把这个数解释成0x0103070F呢，还是解释成0x0F070301呢？答案是：都有可能！

官方解释：

    1、所谓大端(big-endian)序，就是高优先位 对应高有效位 。

    2、所谓小端(little-endian)序，就是高优先位 对应低有效位 。

民间解释：

    1、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 。

    2、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 。

如，要把0x0103070F存放进存储器中时，如果把0E放进高地址处则是小端序，如果把0F放进低地址处则是大端序。照此，上图中存放的数据如果被机器理解成0x0103070F则是该机器是大端序的，否则若被理解成0x0F070301则是小端序的。

回到原来的问题，此时ptr2指向了a[0]的第二个字节。我们以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，根据咱刚刚讨论过的理论，小端序的存取时最低 位 对应 低地址 ，因此将会打印出0200 0000，如果题目中没有说明在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。

到此这个试题基本算是圆满解决了，但是我还想再罗嗦一下，关于代码中的那个a，以及那个&a，估计还是有很多朋友心里不怎么平坦吧，每次遇到数组啊指针啊，虽然程序好像仿佛貌似也没出啥毛病，但总感觉是混过去的，这次我们要彻底解决它。记得某人说过，一个真正的程序员，必须对自己写的代码的每一个细节了如指掌。

再来考虑这个定义：

int a[4] = {1, 2, 3, 4};

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（简单而言，出现在赋值号“=”左边的就是左值，出现在赋值号“=”右边的就是右值）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。记住咯！

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，不管你写的是数组，还是指针，一旦进入函数内部，通通变成指针。

最后

以上就是怕孤单小蚂蚁为你收集整理的一道试题引发的血案的全部内容，希望文章能够帮你解决一道试题引发的血案所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。