Re: [問題] 關於不同資料卻得到相同地址的問題

[poyenc (髮箍)]

※ 引述《ac01965159 (leeleo)》之銘言：
: 最近在練習寫程式的時候碰到一些問題，想來請教一下，以下是程式碼：
: https://pastebin.com/pzgHN0bt
: 執行結果：
: https://i.imgur.com/9v2nirr.jpg
: 有兩個問題：
: 1.我的想法是，a為一個儲存a[0]的位置的指標，而a[0]又存放著指向a[0][0]資料的指
: 標，但是照理說，這兩筆資料不是應該存在不同位置的嗎？
: 2.那既然上面都已經輸出了相同的地址，那我把一樣的地址拿去取值，卻得到不一樣的
: 結果，不知道原因為何。
這個誤會有點大, 不過只要補足幾個觀念就可以:

  1. C/C++ 沒有多維陣列, 但是有陣列的陣列
  2. 陣列可以轉型成指標 (array to pointer conversion), 反
     過來則不行. 例如: array of T 可以轉型成 pointer to T.
  3. 對指標或陣列 x 使用 operator[] 作下標 (subscripting)
     運算得到的是 *((x) + (i)) (i 為整數型別)

考慮以下定義:

  int ai[10];           // array of 10 int
  int aai[20][10];      // array of 20 array of 10 int
  int aaai[30][20][10]; // array of 30 array of 20 array of 10 int

用陣列的陣列去抽絲剝繭就可以釐清各種敘述的型別 (反而用
多維陣列去理解會卡關), 以你的程式碼而言, 雖然 std::cout 印
出的値一樣, 但是敘述型別卻很不同:

  ┌───┬─────┐
  │ 敘述 │   型別   │
  ├───┼─────┤
  │  a   │int[2][2] │
  ├───┼─────┤
  │ a[0] │  int[2]  │
  └───┴─────┘

對於型別不同的兩個敘述, 不管得到的指標値是否相同, 它的意義
本質上就不一樣. 可以用下面的程式碼觀察看看:

  cout << (a + 1) << endl;
  cout << (a[0] + 1) << endl;

對陣列的操作和指標基本上類似, 不管是下標還是用 operator+ 作
運算, 都需要先知道每個元素所占的空間大小:

  int x[2];
  int y[3][4];

  assert(
    reinterpret_cast<char*>(&x[1])
      == reinterpret_cast<char*>(x)
         + 1 * sizeof(int)
  );
  assert(
    reinterpret_cast<char*>(&y[2][0])
      == reinterpret_cast<char*>(y)
         + 2 * sizeof(int[4])
         + 0 * sizeof(int)
  );

另外留個小問題給原PO思考:

  給定兩個 int 物件 a 和 b, 已知敘述: &a + 1 == &b 為真,
  試問敘述: *(&a + 1) == *(&b) 是否也為真?

有時候我們探討指標的時候, 不只要考慮它的型別, 同時也要考慮
我們是透過什麼途徑來取得這個指標, 因為指標代表的不僅僅只是
記憶體的位址.

--
P1389R0: Guidelines for Teaching C++ to Beginners
https://bit.ly/2GvDWKb

SG20 Education and Recommended Videos for Teaching C++
https://www.cjdb.com.au/sg20-and-videos

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.193.76.216 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_and_CPP/M.1568215322.A.F75.html
推 Gway: 推用心
※ 編輯: poyenc (123.193.76.216 臺灣), 09/11/2019 23:30:41
推 cutekid: 看 p 大發文，學習排版、上色標示重點的技巧，大推(Y)
推 j5128709: 新手QQ 想知道小問題  答案是”真”嘛
推 ac01965159: 感謝大大的用心，我也覺得答案是 “是”
→ poyenc: 答案是: 不一定為真
→ dces4212: why
→ EricTCartman: = = 最好不要是virtual address 剛好一樣這種答案喔
推 ac01965159: 是因為如果b沒被初始化，所以才是不一定嗎？
→ poyenc: 簡單說語言的設計, 指標被允許儲存除了位址以外的資訊, 像
→ poyenc: 是型別等, 唯一被保證透過指標運算還可以正確取値的只有陣
→ poyenc: 列元素, 也就是說同個陣列裡, 元素 A 的位址可以用元素 B
→ poyenc: 的位址算出來, 而且可以正確取値; 但是不同陣列間的元素就
→ poyenc: 不能這樣算, 因為單純的指標運算也許會丟失必要的資訊; 另
→ poyenc: 外, 物件在這個例子裡被視為只有一個元素的陣列.
→ poyenc: 這是語言裡抽象機器 (abstract machine) 想要表達的概念,
→ poyenc: 如果用實體機器的行為去解釋就會發生衝突, 譬如在 64bit
→ poyenc: 機器上用 sizeof(int*) 就以為指標大小是 8 個 bytes, 語
→ poyenc: 言並沒有規定指標內容就是虛擬記憶體的位址
推 ac01965159: 抱歉有些地方不太能理解，如果單純的指標運算會丟失
→ ac01965159: 一些資訊，那電腦為什麼不會自己去判斷那些物件的型
→ ac01965159: 別等等資訊呢？
→ poyenc: 這就要看編譯器實作了, 我說的只是一種其中可能性, 而探討
→ poyenc: 語言特性的時候, 不要被實作限制想像空間, 例如用位址去查
→ poyenc: 找物件型別是可行的, 不過遇到指標轉型該怎麼辦呢?
推 ac01965159: 原來如此，感謝。