3.8.2 指针运算

3.8.2 指针运算

C 语言允许对指针进行运算，而计算出来的值会根据该指针引用的数据类型的大小进行伸缩。也就是说，如果 p 是一个指向类型为 T 的数据的指针，p 的值为 x_p，那么表达式 p+i 的值为 x_p + L · i，这里 L 是数据类型 T 的大小。

单操作数操作符 & 和 * 可以产生指针和间接引用指针。也就是，对于一个表示某个对象的表达式 Expr，&Expr 是给出该对象地址的一个指针。对于一个表示地址的表达式 AExpr，*AExpr 给出该地址处的值。因此，表达式 Expr 与 *&Expr 是等价的。可以对数组和指针应用数组下标操作。数组引用 A[i] 等同于表达式 *(A + i)。它计算第 i 个数组元素的地址，然后访问这个内存位置。

扩展一下前面的例子，假设整型数组 E 的起始地址和整数索引 i 分别存放在寄存器 %rdx 和 %rcx 中。下面是一些与 E 有关的表达式。我们还给出了每个表达式的汇编代码实现，结果存放在寄存器 %eax（如果是数据）或寄存器 %rax（如果是指针）中。

表达式	类型	值	汇编代码
E	int *	xE	movq %rdx,%rax
E[0]	int	M[xE]	movl (%rdx),%eax
E[i]	int	M[xE + 4i]	movl (%rdx,%rcx,4),%eax
&E[2]	int *	xE + 8	leaq 8(%rdx),%rax
E+i-1	int *	xE + 4i - 4	leaq -4(%rdx,%rcx,4),%rax
*(E+i-3)	int	M[xE + 4i - 12]	movl -12(%rdx,%rcx,4),%eax
&E[i]-E	long	i	movq %rcx,%rax

在这些例子中，可以看到返回数组值的操作类型为 int，因此涉及 4 字节操作（例如 movl）和寄存器（例如 %eax）。那些返回指针的操作类型为 int *，因此涉及 8 字节操作（例如 leaq）和寄存器（例如 %rax）。最后一个例子表明可以计算同一个数据结构中的两个指针之差，结果的数据类型为 long，值等于两个地址之差除以该数据类型的大小。

练习题 3.37 假设短整型数组 S 的地址 x_S 和整数索引 i 分别存放在寄存器 %rdx 和 %rcx 中。对下面每个表达式，给出它的类型、值的表达式和汇编代码实现。如果结果是指针的话，要保存在寄存器 %rax 中，如果数据类型为 short，就保存在寄存器元素 %ax 中。

表达式	类型	值	汇编代码
S + 1
S[3]
&S[i]
S[4*i + 1]
S + i - 5