GCC编译器中char*与char[]在&运算符下的差异解析请求

当通过&运算符获取变量地址时，编译器对char * var和char var[]这两种类型的处理方式不同。以下是一段用于演示的代码片段：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char ** argv) {
    const char * str1 = "This is string 1";
    char str2[32];
    snprintf(str2, sizeof(str2), "This is string 2");

    if ((uint32_t)str1 == (uint32_t)&str1) {
        printf("str1 == &str1\n");
    } else { printf("str1 != &str1\n"); }

    if ((uint32_t)str2 == (uint32_t)&str2) {
        printf("str2 == &str2\n");
    } else { printf("str2 != &str2\n"); }

    return 0;
}

程序输出：

iuser@MyXPS MINGW64 ~/Documents/pointers
$ ./run.sh 
str1 != &str1
str2 == &str2

差异解释 #

这两种写法本质是完全不同的变量类型，&运算符的作用对象和行为自然存在差异：

1. const char *str1的逻辑 #

• str1是一个指针变量，它本身在栈上占用一块内存（通常4/8字节，取决于系统位数），存储的是字符串常量"This is string 1"在只读数据段的首地址。
• str1的值：是字符串常量的起始地址。
• &str1：是指针变量str1自身在栈上的存储地址。
• 这两个地址指向完全不同的内存区域：一个是只读数据段的字符串，一个是栈上的指针变量，因此它们的值必然不相等，对应输出str1 != &str1。

2. char str2[32]的逻辑 #

• str2是一个数组变量，它代表栈上一块连续的32字节内存空间，用于存储字符串。
• 在C语言中，数组名在多数语境下会被隐式转换为指向数组第一个元素的指针（即str2等价于&str2[0]）；但当&运算符作用于数组名时，数组名不会被转换，而是直接返回整个数组的地址。
• 数组的起始地址（str2转换后的指针值）和整个数组的地址（&str2）指向同一个内存位置——因为数组的起始位置就是第一个元素的位置，所以强制转换为uint32_t后值完全相等，对应输出str2 == &str2。
• 补充：二者类型不同，str2转换后为char*，&str2为char(*)[32]（指向32个char的数组的指针），只是数值一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者gilfoyle