一、提出问题
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf("========================\n");
printf(" array: \t%#lx\n", array);
printf("& array: \t%#lx\n", &array);
printf("&* array: \t%#lx\n", &*array);
printf("*& array: \t%#lx\n", *&array);
printf(" parray: \t%#lx\n", parray);
printf("* parray: \t%#lx\n", *parray);
printf("*& parray: \t%#lx\n", *&parray);
printf("&* parray: \t%#lx\n", &*parray);
printf("========================\n");
return 0;
}
上述程序中 array &array &*array *&array parray *parray *&parray &*parray 输出都相同 。在测试计算机上均为 0x61ff10 (如下图)，这是什么原因呢？下面逐步解析，结论见文末。
二、解决思路
第一组：array 与 &array 的值相同
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf(" array: \t%#lx\n", array); // 输出 0x61ff10
printf("& array: \t%#lx\n", &array); // 输出 0x61ff10
printf("数组array的第二元素的地址: \t%#lx\n", array+1); // 输出 0x61ff11
printf("数组array的下一数组的地址: \t%#lx\n", &array+1); // 输出 0x61ff20
printf("数组array的第二元素的地址: \t%c\n", *(array+1)); // 输出字符 B
printf("数组array的下一数组的地址: \t%c\n", *(&array+1));// 输出为空
printf(" array: \t%d\n", sizeof(array)); // 输出 16，整个数组array的大小也为16，即array代表整个数组
printf(" array: \t%d\n", sizeof(&array)); // 输出 4，则 &array 应为指针变量
printf(" array: \t%d\n", sizeof(array+1)); // 输出 4，因为 array+1 时，array 隐式转换为指针变量了
return 0;
}
array为数组名，长度为 16，可理解为数组对象。当 array+1 时，其会隐式转换为数组的首元素的地址；&array为指针变量，长度为 4，表示 整个 数组 array 的地址，但是值等于数组的首元素的地址。
虽然两者值相同，但是含有不同。在上述代码中 array + 1 表示数组的第二个元素的地址，而 &array + 1 表示 整个 数组 array 的 “下一个数组”，即指向数组 array 尾部的下一地址。
注：本机测试时编译器为32位，故指针变量长度位 4 1
第二组：&*array 与 *&array
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf("&* array: \t%#lx\n", &*array); // 输出 0x61ff10
printf("*& array: \t%#lx\n", *&array); // 输出 0x61ff10
printf("&* array: \t%d\n", sizeof(&*array)); // 输出 4，数组首元素的地址
printf("*& array: \t%d\n", sizeof(*&array)); // 输出 16，*&array 等价为 array
printf("*&*array: \t%c\n", *&*array); // 输出 A
printf("**&array: \t%c\n", **&array); // 输出 A
return 0;
}
&*array为指针变量，长度为 4。array 为数组名，*array 为数组首元素，故 &*array 为数组首元素的地址，并且其长度为 4，类型为指针变量。*&array为数组，长度为 16。&array 为指针变量，指向整个数组。对指向整个数组的指针 &array 进行一次解引用，则得到整个数组的对象。
另一方面，* 与 & 是互逆运算符，在表面上可以理解为相互抵消。但是需要注意 sizeof(&*array) 的值为 4，即 &*array 为指针变量； sizeof(*&array) 为 16，即 *&array 等价于 array，表示数组对象。
第三组：parray 与 *parray
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf(" parray: \t%#lx\n", parray); // 输出 0x61ff10
printf("* parray: \t%#lx\n", *parray); // 输出 0x61ff10
printf(" parray: \t%#lx\n", parray+1); // 输出 0x61ff20，则 parray 指向整个数组
printf("* parray: \t%#lx\n", *parray+1); // 输出 0x61ff11，则*parray 指向数组首个元素
printf("**parray: \t%c\n", **parray); // 输出 A
printf(" parray: \t%d\n", sizeof(parray)); // 输出 4
printf(" parray: \t%d\n", sizeof(*parray)); // 输出 16
return 0;
}
parray为 char int (*)[16] 类型的指针变量，长度为 4。从声明中可以看出，该指针等价于 &array，即指向的是数组对象 array。*parray表示对指针变量 parray 进行了一次解引用，即得到了数组 array 的对象，且其长度为16，与数组名 array 作用等价，比如 (*parray)[0] 与 array[0] 的值均为 A。而 *array，数组名发生隐式转换后，表示为数组首元素，故若再解引用一次，即 **parray 则表示数组 array 的首元素：A。
第四组：*&parray 与 &*parray
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf("*&parray: \t%#lx\n", parray); // 输出 0x61ff10
printf("*&parray: \t%#lx\n", *&parray); // 输出 0x61ff10
printf("&*parray: \t%#lx\n", &*parray); // 输出 0x61ff10
printf("*&parray: \t%d\n", sizeof(*&parray)); // 输出 4
printf("&*parray: \t%d\n", sizeof(&*parray)); // 输出 4
printf("*&parray的下一单元: %#lx\n", *&parray+1); // 输出 0x61ff20
printf("&*parray的下一单元: %#lx\n", &*parray+1); // 输出 0x61ff20
return 0;
}
此组没什么好讲的，理解成 *& 抵消掉就好了。注意代码中 parray 是 0x61ff10，而 *&parray+1 和 &*parray+1 都是 0x61ff20，再次印证了 parray 是指向整个数组的，作用与 &array 等价。
三、本文结论
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
在上述代码中，array 为数组名，姑且理解为该数组的对象 ，当对 array 进行运算时，会发生“隐式转换”。通过 sizeof(array) 知其长度为16，即数组的长度。因此，array 本质不应是指针，但是在进行运算，比如 array + 1 时，array 会隐式地转换成指向数组首元素的指针变量，而 array + 1 则指向数组第二个元素。&array 则表示指向整个数组的指针变量，其类型为 int (*)[16] ，而 &array + 1 则会跨过整个数组 array，指向下一个 “数组”（如果存在的话）。
从变量声明中可知 parray 与 &array 作用等价，则 *parray 与 *&array（即 array）等价，为数组名，表示数组对象。在进行运算时，*parray 会像 array 一样，发生隐式转换。
以下节选自书籍《C++ Primer Plus》第 213 页 2：
补充扩展
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf(" array: \t%c\n", (&array[0])[0]); // 输出 A
printf(" array: \t%c\n", (&array[0])[1]); // 输出 B
printf(" array: \t%c\n", (&array[1])[0]); // 输出 B
printf(" array: \t%c\n", (&array[1])[1]); // 输出 空
return 0;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
char array[16] = {'A', 'B'};
char (*parray)[16] = &array;
printf(" parray: \t%#lx\n", parray); // 输出 0x61ff10
printf("* parray: \t%#lx\n", *parray); // 输出 0x61ff10
printf(" parray: \t%c\n", parray[0][0]); // 输出 A
printf(" parray: \t%c\n", parray[0][1]); // 输出 B
// printf(" parray: \t%c\n", parray[1][0]); // 输出 空
// printf(" parray: \t%c\n", parray[1][1]); // 输出 乱码
printf(" parray: \t%c\n", *parray [0]); // 输出 A
printf(" parray: \t%c\n", (*parray)[1]); // 输出 B
printf(" parray: \t%c\n", **parray ); // 输出 A
printf(" parray: \t%c\n", **parray+1); // 输出 B
return 0;
}
以上问题及解决基于测试所得出，由于本人知识有限，欢迎指出文中错误。
参考链接
[1] C语言之指针变量占几个字节
[2] 何时发生隐式转换
[3] 受启：c语言中数组指针取值*（解引用）问题
[4] C++ Primer Plus 中文第六版 第213页
2 ↩︎
4 ↩︎
