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为什么数组不可以直接赋值

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为什么数组不可以直接赋值

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

  3. 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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  2. 在调用函数时，实参到形参的传递;

  3. 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，请继续关注创新互联网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！


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