C/C++中取地址符&的語義

在C語言中，&符號大家一定很熟悉吧。

它除了可以作為按位元運算“與”之外還有更常用的功能——取變數地址。

我們首先看下面一個簡單的例子：

 

1. #include <stdio.h>
3. int main(void)
4. {
5.     int a = 0;
7.     int *p = &a;
9.     printf("The value is: %d/n", *p);
11.     return 0;
12. }

上面代碼中，指標p指向變數a的地址。在C/C++中，每個變數都有其相應的地址，通過在變數標識符前加&符號即可獲得變數的地址。

那麼我們這麼寫可以嗎？int *p = &0x01000;

這顯然不行。因為對於一個數值常量，它是沒有地址的。而變數之所以有地址就是因為要有一個儲存單元對變數進行標識（當然，變數也可以直接映射到某個寄存器）。

我們再看下面的代碼：

 

1. #include "stdio.h"
3. int main(void) 
4. { 
5.     int a = 0; // &a = 0x0012ff60 
6.     int *p = &*(int*)0x0012ff60; 
7.     printf("The value is: %d/n", *p); 
8.     return 0; 
9. }

 上面代碼又是怎麼回事呢？

先前已經調查過變數a的地址——0x0012ff60，那麼這裡的指標p實際上也是指向變數a的地址。

首先，將0x0012ff60作為int*，這時它與&a是等價的。

然後*(int*)0x0012ff60表示取變數a的內容。

最後，&*(int*)0x0012ff60表示再脫去*(int*)0x0012ff60的解引用，相當於又變為(int*)&a。

因此，這裡的&與第一個例子中的&是不同的語義。這裡的&不是取地址，因為一個*(int*)0x0012ff60不是變數，它是沒有地址的。每一個變數標識符在編譯期間，編譯器會為它們建立一個符號表，其中存放著變數標識符相應的各種屬性，如類型、地址標識等。地址標識在串連後即可確定邏輯地址值。簡而言之，&作為取地址操作，若且唯若&後面跟著的是變數或函數標識符。所以這裡的&表示脫去解引用。

由此我們可以得出：&作為取地址操作時，其行為結果是在編譯時間就被確定的；而*，解引用操作（或取內容）操作，其行為結果只能在運行時才可被確定。

 

再看下面的例子，加深印象：

 

1. #include "stdio.h"
4. int main(void)
5. {
6.     int a = 0;
8.     int *p = &*&*&a;
10.     printf("The value is: %d/n", *p);
12.     return 0;
13. }

不過，&符號不象解引用*能用多次，它只能放在變數標識符或一次解引用前。下面舉一個例子

int main(void){    int a = 100;    int *p = &a;    int **pp = &p;    int **qq = &*&*pp;    // OK    int **rr = *&*&pp;    // OK    int **ss = &&**pp;    // ERROR}

由於經過一次&來脫去解引用之後，當前運算式就不為左值。而&必須放在一個左值前，因為只有左值才能確保引用是有效，呵呵。

在C++中，&還可以表示引用，這個就不多說了。

1. #include "iostream"
2. using namespace std;
5. int main(void)
6. {
7.     int a = 0;
9.     int &r = a;
11.     cout << "The value is: " << r << endl;
13.     return 0;
14. }