c - 我对 C 中的 (char*) 元素数组进行了三个循环。为什么第三个循环失败了？

Question

在试验用 C 语言单步执行字符串数组的方法时，我开发了以下小程序:

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


typedef char* string;

int main() {
  char *family1[4] = {"father", "mother", "son", NULL};
  string family2[4] = {"father", "mother", "son", NULL};

  /* Loop #1: Using a simple pointer to step through "family1". */
  for (char **p = family1; *p != NULL; p++) {
    printf("%s\n", *p);
  }
  putchar('\n');

  /* Loop #2: Using the typedef for clarity and stepping through
   * family2. */
  for (string *s = family2; *s != NULL; s++) {
    printf("%s\n", *s);
  }
  putchar('\n');

  /* Loop #3: Again, we use the pointer, but with a unique increment
   * step in our for loop.  This fails to work.  Why? */
  for (string s = family2[0]; s != NULL; s = *(&s + 1)) {
    printf("%s\n", s);
  }
}

我的具体问题涉及循环 #3 的失败。通过调试器运行时，循环 #1 和 #2 成功完成，但最后一个循环因未知原因失败。我不会在这里问这个问题，除非事实表明我对“&”运算符有一些严重的误解。

我的问题(和目前的理解)是这样的:

family2 是一个字符指针数组。因此，当 s 设置为 family2[0] 时，我们有一个指向“父亲”的 (char*)。因此，采用 &s 应该给我们等效于 family2，在预期的指针衰减之后指向 family2 的第一个元素。那么，为什么不，*(&s + 1) 是否按预期指向下一个元素？

非常感谢，
生命危机

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编辑——更新和经验教训:

以下列表是所有相关事实和解释的总结，这些事实和解释解释了为什么第三个循环不像前两个那样工作。

1. s 是一个单独的变量，保存来自变量 family2[0] 的值的副本(指向字符的指针)。也就是说，这两个等效值位于内存中的不同位置。
2. family2[0] 到 family2[3] 是内存的连续元素，并且 s 在这个空间中不存在，尽管它包含的值与循环开始时存储在 family2[0] 中的值相同。
3. 前两个事实意味着 &s 和 &family2[0] 不相等。因此，向 &s 加一将返回指向未知/未定义数据的指针，而向 &family2[0] 加一将返回 &family2[1]，根据需要。
4. 此外，第三个 for 循环中的更新步骤实际上不会导致 s 在每次迭代时在内存中向前推进。这是因为 &s 在我们循环的所有迭代中都是不变的。这是观察到的无限循环的原因。

感谢大家的帮助!
生命危机

Answer 1

当您执行 s = *(&s + 1) 时，变量 s 是仅包含循环的隐式作用域中的局部变量。当您执行 &s 时，您将获得与任何数组无关的局部变量的地址。

与上一个循环不同的是，s是指向数组第一个元素的指针。

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为了更“形象地”解释一下你在最后一个循环中所拥有的东西是这样的

+----+      +---+      +------------+| &s | ---> | s | ---> | family2[0] |+----+      +---+      +------------+

即&s指向s，s指向family2[0]。

当你执行 &s + 1 时，你实际上得到了类似的东西

+------------+| family2[0] |+------------+^|+---+----| s | ...+---+----^   ^|   |&s  &s + 1