Mục đích của mảng trong C là gì, khi con trỏ có thể thực hiện công việc?

Mảng và con trỏ không giống nhau trong C, mặc dù chúng có liên quan và có thể được sử dụng tương tự nhau. Cho đến nay tất cả chúng ta đều đồng ý.

Tuy nhiên, tôi không thấy lý do tại sao các mảng được đưa vào C, khi các con trỏ có thể hoàn thành công việc của chúng một cách hoàn hảo.

Tôi không nói để loại bỏ ký hiệu mảng (ví dụ: a [5] hoặc int a [4] = {0,1,2,3};), khá hữu ích và thuận tiện. Nhưng bạn có thể có cùng một ký hiệu làm việc trên đầu con trỏ (như trường hợp), như một biện pháp thẩm mỹ. Vì vậy, ký hiệu mảng không phải là lý do để có mảng, chỉ là ký hiệu!

Sự khác biệt duy nhất tôi thấy là các mảng là các con trỏ không đổi và kích thước của bộ nhớ mà chúng trỏ tới không thể thay đổi. Nhưng điều này cũng có thể đạt được với các con trỏ, chính xác bằng cách làm cho chúng không đổi (bộ nhớ sẽ không có kích thước cố định, nhưng tôi không chắc đây có phải là vấn đề không).

Vậy tại sao không chỉ có con trỏ và để người lập trình quyết định con trỏ nên hành xử như thế nào (nghĩa là không đổi, không phải là hằng số, kích thước cố định, kích thước thay đổi, v.v.)?

Mảng là bộ nhớ liền kề được tạo trên ngăn xếp. Bạn không thể đảm bảo bộ nhớ ngăn xếp liền kề mà không có đường cú pháp này và thậm chí nếu có thể, bạn phải phân bổ một con trỏ riêng để có thể thực hiện số học con trỏ (trừ khi bạn muốn làm *(&foo + x), điều mà tôi không làm chắc chắn nhưng nó có thể vi phạm ngữ nghĩa giá trị l, nhưng ít nhất là khá lúng túng, và sẽ hét lên vì một loại đường cú pháp). Thiết kế khôn ngoan, nó cũng là một hình thức đóng gói, vì bạn có thể tham khảo bộ sưu tập với một mã định danh duy nhất (nếu không sẽ yêu cầu một con trỏ riêng). Và ngay cả khi bạn có thể phân bổ chúng liên tục và phân bổ một con trỏ riêng để tham chiếu chúng, bạn sẽ có int fooForSomething, fooForSomethingElse... điều đó buộc một lượng sáng tạo khá lớn khi bộ sưu tập của bạn phát triển, vì vậy bạn có thể nghĩ đơn giản hóa với int foo1, foo2 ..., Trông giống như một mảng nhưng khó bảo trì hơn.

Ký hiệu mảng thuận tiện, dễ đọc hơn và ít bị lỗi hơn. Nó cung cấp một chủ nghĩa hình thức trên con trỏ. Nó có thể là đường cú pháp, nhưng tất cả chúng ta cần một chút vị ngọt một lần trong một thời gian, phải không?

Như với tất cả các khái niệm trừu tượng, bạn từ bỏ một chút linh hoạt cho sự thuận tiện mà sự trừu tượng cung cấp.

Tôi ngạc nhiên khi chưa có ai bình luận gì về mảng đa chiều.

Nếu bạn có một ma trận được tạo từ "con trỏ lồng nhau" (giả sử int **p) những gì bạn có trong mỗi "hàng" (thứ nguyên bên ngoài) là một con trỏ trỏ đến phần tử đầu tiên trong hàng đó, vì vậy việc truy cập một giá trị cần có hai truy cập bộ nhớ. Thêm vào đó, bộ nhớ nó yêu cầu là sizeof(*int)*n + n*m*sizeof(int).

Trong kịch bản mảng hai chiều int p[n][m], việc truy cập một phần tử chỉ cần một lần truy cập bộ nhớ, vì địa chỉ của hàng được tính thay vì tra cứu; và bộ nhớ cần thiết là chỉ n*m*sizeof(int).

Một nơi khác mà một mảng không thể được thay thế bằng một con trỏ nằm trong các cấu trúc.

struct s {
    int[2];
    float;
}

chắc chắn không giống như

struct s {
   *int;
   float;
}

kích thước của mảng là quan trọng ở đó và con trỏ không có thông tin đó.

Vì vậy, có, mảng đơn chiều và con trỏ đơn hầu hết có thể thay thế cho nhau, nhưng sự tương đồng của chúng kết thúc ở đó.

Tại sao tôi muốn không thể sử dụng mảng cho các loại giá trị?

int a[4] = {0,1,2,3};

Làm thế nào bạn có thể xử lý các nền tảng, như 8031 ​​mà không có bộ nhớ ngoài, không hỗ trợ mallochay alloca? Có lẽ bạn đang quên rằng C không chỉ dành cho bàn ủi lớn mà còn dành cho bộ điều khiển thang máy và lò nướng bánh.

Trong C, ký hiệu mảng trong các biểu thức luôn chỉ đơn giản là số học con trỏ. Tất cả việc sử dụng một định danh mảng trong một biểu thức ngay lập tức được chuyển đổi từ "mảng T" thành "con trỏ thành T" và giá trị được chuyển đổi thành một con trỏ thành phần tử đầu tiên của mảng. Ký hiệu mảng (vd a[1][2]) luôn được mở rộng thành số học con trỏ (vd *(*(t+1)+2)).

Tuy nhiên, ký hiệu mảng trong khai báo và định nghĩa là một cái gì đó hoàn toàn khác. Một declarator mảng mô tả một "mảng của T " loại nơi các giá trị của loại hình này là sự nối tiếp của phần tử kiểu T . Một định nghĩa của một đối tượng mảng là tất cả về việc sử dụng ký hiệu mảng thuận tiện và dễ hiểu để phân bổ lượng lưu trữ thích hợp cho mảng đối tượng mong muốn sao cho định danh mảng tham chiếu đến bộ lưu trữ này mà không trông giống như một con trỏ. Trong ký hiệu mảng hiệu ứng trong một khai báo hoặc định nghĩa là một macro tạo ra một biểu thức sử dụng sizeof()và số học, và trong trường hợp của một định nghĩa, tương đương vớialloca() cho các mảng tự động hoặc tương đương của nó trong trình liên kết cho các mảng toàn cục và thực hiện tất cả tại thời gian biên dịch (ngoại trừ các mảng có độ dài biến C99).

Việc sử dụng ký hiệu mảng trong biểu thức và sử dụng các kiểu mảng không được kết nối chặt chẽ, mặc dù đó là truyền thống và thành ngữ để sử dụng ký hiệu mảng trong biểu thức để lưu trữ tham chiếu trong các đối tượng được khai báo và / hoặc được định nghĩa là mảng. Bạn có thể dễ dàng sử dụng ký hiệu mảng với một loại con trỏ để làm cho con trỏ số học sạch hơn và có ý nghĩa hơn. Thật vậy, trong C một biểu thức có dạng e1[e2]tương đương chính xác với biểu thức *((e1)+(e2)). Chuyển đổi nhị phân thông thường được áp dụng cho hai toán hạng và kết quả luôn luôn là một giá trị . Do toán tử indirection ( *) phải có một con trỏ là toán hạng của nó, một trong e1và e2phải là một con trỏ và cái kia phải là một số nguyên, nhưng nó không quan trọngvì chuyển đổi đơn nguyên ban đầu cho bất kỳ "mảng T" nào là chuyển đổi nó thành "con trỏ thành T". Ký hiệu mảng trong biểu thức có hiệu lực là macro của trình biên dịch (cấp ngôn ngữ) để tạo các biểu thức số học con trỏ.

Vì vậy, thực sự C đã làm việc theo cách bạn đề xuất nhưng bạn đang nhầm lẫn việc sử dụng ký hiệu trong hai bối cảnh rất riêng biệt.