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Why can't arrays be assigned directly?

2025-03-17 Update From: SLTechnology News&Howtos shulou NAV: SLTechnology News&Howtos > Development >

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Shulou(Shulou.com)06/03 Report--

这篇文章主要介绍"为什么数组不可以直接赋值",在日常操作中,相信很多人在为什么数组不可以直接赋值问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答"为什么数组不可以直接赋值"的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

一、前言

在 C/C++ 语言中,数组类型的变量是不可以直接赋值的。但是如果把数组放在结构体中,然后对结构体变量进行赋值,就可以实现把其中的数组内容进行复制过去。

二、数组的各种操作1. 错误代码int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int b[5]; b = a;

对于上面的赋值语句,编译器会报错 error: assignment to expression with array type,即:不能对一个数组类型的变量进行赋值。

那么编译器此时是如何来解释 a 和 b 的?下面会说到这个问题。

有一个地方提一下:第一条语句中的 = 操作,不是赋值,而是初始化。C/C++ 语法规定在定义变量的时候,是可以使用 操作符 = 来进行初始化操作的。

2. 利用结构体来复制数组typedef struct { int arr[5]; } array_wrap; array_wrap a = {{1, 2, 3, 4, 5}}; array_wrap b; b = a;

这里的赋值操作是针对结构体变量,C 语言标准允许这种行为,是合法的,变量 a 中的所有内容(也就是这个变量占用过的那一块内存空间中的内容)会原样的复制到变量 b 中。

3. 其他复制方式

既然不能直接对数组类型的变量进行赋值,只能寻求其他的替代方式,例如:

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利用 memcpy(b, a, sizeof(int) * 5); 复制一整段内存空间中的内容;

利用 for/while 等循环语句,逐个复制数组中每一个元素: b[i] = a[i];

三、语言标准和编译器

C/C++ 只是一门高级语言,是被标准委员会从无到有设计出来的,因此我们编程时需要严格遵守这些规则。

这些规则中,就包括这么一条:只有标量和结构体,才能出现在赋值操作符=的左侧。

但是数组类型并不是一个标量,因此不能对结构体执行赋值操作。

理论上,如果 C/C++ 语言愿意的话,是"可以"对数组直接赋值的(那就要修改语法标准),只不过标准委员会在经过各种场景的权衡利弊之后,做出了目前这样的规定,这是对各种考虑到的因素进行权衡之后的结果。

也就是说,目前标准中对于数组操作的方式,是利大于弊。

既然标准已经是制定成这样的了,我们就来分析一下编译器是如何来遵循、实现这个标准的。

1. 数组与指针的暧昧关系

很多人都这样记忆:数组名就是数组开始地址的指针。这是不对的,或者说不严谨的。

在 C/C++ 中,数组就是数组,指针就是指针。数组在内存中有确定的空间(每个元素的大小 x 元素个数)。

只不过在表达式中,数组名会"临时的"表示数组中第一个元素的常量指针(前提条件:在没有操作符 sizeof 和 & 的情况下)。

对于下面这段代码,打印结果是相同的:

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; printf("a = %p \n", a); printf("&a = %p \n", &a);

第一个 printf 中,a 会"临时的"代表指向第一个元素的常量指针。

第二个 printf 中,a 就表示一个数组,与指针没有半毛钱的关系,前面加上取地址符 &,就表示获取这个数组所在的地址,这个地址与第一个元素的地址是重合的。

注意:代码在被编译成二进制文件之后,没有任何变量的概念,全部是用地址来"传递" C/C++ 代码中的变量。

2. 为什么不能对数组变量赋值

有了上面的基础理解就好办了,对于下面的这段代码:

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int b[5]; b = a;

在赋值语句 b = a 中,左侧的 b 是一个数组类型,右侧的 a 被编译器"临时的"代表第一个元素的常量指针,但是数组不是一个标量,不可以放在赋值运算符=的左侧,因此编译器就抱怨:非法!

既然在一个表达式中,数组名被临时的表示第一个元素的常量指针,那么就说明我们不能对数组名本身进行计算,例如:不能进行 a++, a-- 等操作。

例如:下面这的遍历方式是非法的:

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; for (int i = 0; i < 5; i++) { // 常量指针,不可以进行递增操作 printf("a[%d] = %d \n", i, *a++); }3. 函数形参是数组的情况

考虑下面这个函数:

void func(int arr[5]) { for (int i = 0; i < 5; ++i) { printf(*arr++); // 合法! } }

形参 arr 在形式上好像是一个数组,实际上被编译器当做指针,也就是相当于:void func(int *arr),因此,在 printf 打印语句中,可以对 arr 进行递增操作。

PS: 这种场景下都需要额外的传递一个参数,来告知元素的个数。

调用这个函数的代码如下:

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; fun(a);

数组名临时代表第一个元素的常量指针,在传参的时候,形参 arr 的值就是数组中第一个元素的内存地址。

4. 为什么结构体中的数组可以复制

有了前面的语法标准,这个问题似乎不用再讨论了~~

赋值的目的是什么?就是让一块内存空间的内容,与另一块内存空间中的内容完全相同。如果想要完成复制操作,那么就需要知道这块内存空间的大小。

编译器是知道一个结构体变量所占用的空间大小的,所以当复制的时候,类似于 memcpy 一样,把一个结构体变量所占空间按照 byte to byte 的方式复制过去。

5. 参数传递和返回值

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在调用函数时,实参到形参的传递;

函数执行结束后的返回值;

这两个场景中都涉及到变量的赋值问题。

关于参数传递,上面已经说了:编译器是把形参当做普通的指针类型的。

对于函数返回值来说,同样的道理,也不能直接返回一个数组,因为它仅仅是临时性的代表第一个元素的常量指针。

当然,可以利用结构体的可赋值特性,把数组包裹在其中,以此达到复制的效果。

到此,关于"为什么数组不可以直接赋值"的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!

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