指向不同类型的指针分配

Question

我们可以按如下方式在C中分配字符串：

char *string;
string = "Hello";
printf("%s\n", string); // string
printf("%p\n", string); // memory-address

一个数字可以这样做：

int num = 4404;
int *nump = #
printf("%d\n", *nump);
printf("%p\n", nump);

那么，我的问题是，为什么我们不能像处理字符串那样，在C中指定一个指向数字的指针呢？例如，做：

int *num;
num = 4404;
// and the rest...

是什么使字符串与其他原语类型有根本区别？我对C很陌生，所以对两者之间的区别做任何解释都会很有帮助。

Answer 1

为什么我们不能像用字符串那样，把指针分配给C中的数字呢？

int *num;
num = 4404;

如果 4404是int的有效地址，代码就可以这样做。

整数可以转换为任何指针类型。除非如前所述，否则结果是实现定义的，可能不会正确对齐，可能不会指向引用类型的实体，而且可能是陷阱表示。 C11dr§6.3.2.3 5

如果地址没有正确对齐->未定义行为(UB)。

如果地址是陷阱->未定义行为(UB)。

试图取消引用指针是一个问题，除非它指向有效的int。

printf("%d\n", *num);

在下面，"Hello"是一个字符串文本。它存在于某个地方。赋值接受字符串文字的地址并将其赋值给string。

char *string;
string = "Hello";

问题是，所分配的地址对于char *是有效的。

在num = 4404;中不知道是有效的(很可能不是)。

是什么使字符串与其他原语类型有根本区别？

在C中，字符串是C库规范，而不是C语言规范。它的定义方便了解释其中的各种功能。

字符串是由第一个空字符§7.1.1 1终止并包含的连续字符序列。

基元类型是C语言的一部分。

这些语言还具有字符串文本，如"Hello"在char *string; string = "Hello";中。它们与字符串有一些相似之处，但各不相同。

我建议搜索“ISO/I 9899:2017”以找到当前C规范的草稿副本。它将回答你上周提出的10个问题中的许多。

Answer 2

在C中没有" string“这样的类型。字符串是，而不是，是原始类型。字符串只是一个字符数组，以NUL字节('\0')结尾。

当你这样做时：

char *string;
string = "Hello";

真正发生的是编译器很聪明，并创建了一个常量只读char数组，然后将其分配给变量string。可以这样做，因为在C中，数组的名称与指向其第一个元素的指针相同。

// This is placed in a different section:
const char hidden_arr[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

char *string;
string = hidden_arr;
// Same as:
string = &(hidden_arr[0]);

在这里，hidden_arr和string都是char *，因为正如我们刚才所说，数组的名称等于指向其第一个元素的指针。当然，所有这些都是透明的，您实际上不会看到另一个名为hidden_arr的变量，这只是一个例子。实际上，字符串将存储在可执行文件中的某个位置，没有名称，并且该位置的地址将复制到您的string指针。

当您试图对一个整数执行相同的操作时，这是错误的，因为int *和int是不同的类型，而且您不能这样写(嗯，您可以写，但是它没有意义，也没有达到您的期望)：

int *ptr;
ptr = 123;

但是，您可以很好地使用一个整数数组来完成这个任务。

int arr[] = {1, 2, 3};
int *ptr;
ptr = arr;
// Same as:
ptr = &(arr[0]);

Answer 3

是什么使字符串与其他原语类型有根本区别？

字符串在C中似乎是一个基本类型，因为编译器理解"foo"并生成一个以空结尾的字符数组：['f', 'o', 'o', '\0']。但是C字符串仍然只是:一个字符数组。

那么，我的问题是，为什么我们不能像处理字符串那样，在C中指定一个指向数字的指针呢？

你当然可以给一个数字分配一个指针，只是一个数字不是一个指针，而数组的值是这个数组的地址。如果您有一个int数组，那么这将像字符串一样工作。比较您的代码：

char *string;
string = "Hello";
printf("%s\n", string); // string
printf("%p\n", string); // memory-address

对于整数数组的类似代码：

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5, 0};
int *nump = numbers;
printf("%d\n", nump[0]); // string
printf("%p\n", nump);    // memory-address

唯一真正的区别是编译器对字符数组有一些额外的语法，因为它们非常常见，而printf()同样为字符数组提供了格式说明符，原因也是一样的。