C/C++靜態數組與動態數組的區別

簡介

以下三行代碼有什麼區別？

int a[10];
int *a = (int*)malloc(sizeof(int)*10);
int *a = new int[10];

• 第一行代碼定義a爲包含10個int類型元素的整形數組。
• 第二行和第三行分別使用的是C和C++來定義動態數組，他們的結果是相同的。a都可以表示爲一個動態數組。

我們可以使用a[1]來取數組a的第1個元素。那他們有什麼區別呢？

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解釋

我們從指針開始說起。所謂指針，就是用來存放內存地址的一個變量，首先，指針是個變量；其次，指針存放的是內存地址。

指針的定義中包含了一個重要的說明：指針中存放的內存地址處的內容應該如何解析。例如：int *a; 說明a是一個指針，他存放的地址處的數據被解析爲一系列連續的int型數據。

那int a[10]，可以說明a是一個指針麼？其實，這樣說是不準確的。a其實本身就是一個內存地址。只是我們在實際運行之前並不知道他真正代表哪個地址。就像宏在編譯的時候被替換成宏定義的內容，靜態數組a實際上在執行的時候是被替換成真實的內存地址的。也就是說a已經是內存地址了，不是變量。

那麼對於int a[10] 和 int *b = new int[10]，a[2]和b[2]有什麼區別呢？

1. a[2]，b[2]在賦值符號=的右端的時候。此時表示取a[2]和b[2]的值。對於a[2]，首先a代表的是個內存地址，在這個內存地址處偏移sizeof(int)*2個字節，取連續sizeof(int)個字節，並將其解析爲int類型的數。對於b[2]，首先b是一個指針，其值是一個內存地址，首先b這個變量在內存中的地址被找到，然後取連續的sizeof(int*)個字節，解析爲一個內存地址，然後在這個地址處偏移sizeof(int)*2個字節，取連續sizeof(int)個字節，並將其解析爲int類型的數。
2. a[2]，b[2]在賦值符號=的左端的時候。表示向相應的內存位置賦值。賦值符號右端的表達式的結果不管是什麼類型的值，都會被默認強制類型轉化爲int型數據。對於a[2]，a代表的是個內存地址，在這個內存地址處偏移sizeof(int)*2個字節，向連續的sizeof(int)個字節內存中寫入賦值號右端的結果。對於b[2]，首先b這個變量在內存中的地址被找到，然後取連續的sizeof(int*)個字節，解析爲一個內存地址，然後在這個地址處偏移sizeof(int)*2個字節之後，向連續的sizeof(int)個字節內存中寫入賦值號右端的結果。

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實驗

試驗下前面討論的內容：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>
int main(int argc, char** argv){
    int a[10];
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(&a));
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(a));
    int *b = new int[10];
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(&b));
    printf("%.16X\n", (uint64_t)(b));
    delete[] b; b = NULL;
    return EXIT_SUCCESS;
}

某次執行結果：

000000003093F838
000000003093F838
000000003093F878
00000000309A8D90

根據輸出結果，可以推斷，a和&a的值是相同的，說明a已經是地址了，取地址後還是原先的地址，所以兩次地址是一樣的。

後兩次輸出結果不同，是應爲b是一個指針，是變量，變量的地址與他存儲的內存地址是不同的。