C语言的指针小发现

众所周知，C语言是有指针的，指针本身又是一个数据。C语言的所有数据都是存储在容器中的，指针作为一种数据，自然应该有一个容器。

然而C语言的指针在两个地方是特别的，或者说有三种行为，其中两种比较怪。

第一种是纯数组，这种数据带占据连续的内存，没有间隙，可以随意用不同的指针转换之：

char arr[64];                    //64个char
int *arr1 = (int *)arr;          //64/sizeof(int)个int
double *arr2 = (double *)arr;    //64/sizeof(double)个double

更奇怪的是还能这样：

int (*arr3)[4] = (int (*)[4])arr;    //这个俨然就是一个列数为4的二维数组了
int *arr4 = (int *)arr3;             //换回本来面目

这种做法是没问题的，数据转换只改变了解释方式，要有正确的行为就要求底层的内存是连续的一大块。

第二种是指针数组，数组的数据按指针的方式解释：

const char *argv[4] = {"a1", "a2", "a3", 0};   //定义一个数组，4个字符串存在别处

这种情况并不要求内存要完全连续，相比于整块的内存，这种数组的存储把数据分散开来，利于动态分配，但是不利于内存管理。访问起来也没整块内存方便，至少失去了自由解释数据的好处。

之所以要把它当做一个指针的特例提及，是因为的用法跟多维数组很相似：

int v2[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
printf("%d\n", v2[0][2]);    //这是二维数组的访问方式，实际上二维数组被视为v2内部保存了两个(int[3])类型的变量
int v11[3] = {1, 2, 3};
int v12[3] = {4, 5, 6};
int *pv1[2] = {v11, v12};    //这种情况是定义了保存两个(int *)的指针，指针指向俩数组，丢失了数组的长度信息，可以发现这个数组的行为与二维数组一样，但数据结构却可以完全不同
printf("%d\n", pv1[0][2]);     //pv1[0]返回一个(int *)，再接着访问第三个元素，由于(int *)没有数组的长度信息，这使得不整齐的数组成为可能
printf("%d\n", pv1[1][2]);     //这样看起来也是没问题的，pv1自己保存了指针，亦即保存了下一个数组的位置
int (*pv2)[3] = &v11;        //这样保存了数组的长度信息，但丢失了数组的位置信息，不能处理不连续的存储对象
printf("%d\n", pv2[0][2]);     //pv2自己是指针，返回一个(int [3])
printf("%d\n", pv2[1][2]);     //bug，pv2[1]等价于*(pv2+1)，但下一个位置却不见得有期望的数据

第三种情况就是数组名，数组名是一个符号值，编译器认识它，但是内存却没它的份儿，由此也出现一些比较特殊的行为。

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

这个初始化完成了一个数组，这个数组名字叫d，但是它的行为等价于指针，对它求值的结果是数组的第一个地址，因此，可以直接将它当做指针使用。

问题在于，msg它不是一个变量，它是常量，因此，它不应该有地址，对于一般的常量取地址是非法的，但偏偏它却可以，而且具有奇怪的行为：

int *pe = &1;  //error
for(int *pi = d; pi < *(&d+1); ++pi){    //前面一个d看起来就是(int *)类型，但是后面一个取地址显示d是一个(int [4])的数组变量，取地址才可能取出(int (*)[4])这种怪胎
        printf("%d\n", *pi);
}

这里行为显示，d被编译器视为变量，具有int [4]的类型，可以隐式转换为int *，其取地址取出来的指针具有类型int (*)[4]，但d本身却没有存储地址。&p的求值结果与p的数值一致，这种行为完全是编译器给一个常量强加的。

综合以上的说法，取两种奇怪的，一种正常的，指针就有三种行为。

还是老外说得好，计算机的数据其实就是"1/0"+上下文。