✅作者简介：人工智能专业本科在读，喜欢计算机与编程，写博客记录自己的学习历程。
🍎个人主页： 小嗷犬的博客
🍊个人信条：为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。
🥭本文内容：C语言竟支持这些操作：C语言神奇程序分享

@TOC

近期在网上冲浪的时候发现几个十分有趣的C语言程序，它们运行之后会产生一些看似不是很合理，但其实是十分合理的结果，让我们一起来看看吧！

1.神奇的死循环

下面这段程序运行之后可能会造成死循环：

#include<stdio.h>

int main()
{
    int a[10], i;
    for (i = 0; i <= 10; i++)
    {
        a[i] = 0;
    }
    return 0;
}

初学C语言的小伙伴可能死活也想不出为什么会有死循环，这个结构隐藏在平时的作业中，让我们的初学者不停挠头。

产生错误的原因首先是因为数组的访问越界，大小为10的数组只能访问0-9，毕竟咱们程序员数数是从零开始的。

循环中从0访问到10，就造成了访问越界，这在C语言中是可以编译通过的，因为在C语言中，数组名其实是一个地址，编译器不会知道这个地址管到了多少位，它只会把访问的索引看作偏移量进行访问。

然后是因为内存地址的问题，在这个程序中，我们先定义了数组a，然后又定义了整型变量i，此时绝大多数编译器都会先为数组a分配内存地址，然后紧挨着数组a再为整型变量i分配内存地址。

这就造成了：当我们在访问a[10]时，其实是在访问变量i，循环最后会将a[10]设置为0，即将变量i设置为0，循环就无法满足退出条件，于是产生了死循环。

2.神奇的隐式转换

在某些弱类型语言中， 隐式转换是十分常见的，如在JavaScript中，用一个数字去减去一个形如数字的字符串，JavaScript会将字符串隐式转换为数字，再进行数字之间的减法运算。

下面的C语言程序似乎也出现了隐式转换的现象：

#include<stdio.h>

int main()
{
    puts("-0.5" + 1);
    // 输出：0.5
    return 0;
}

这段程序竟然会输出 0.5，似乎就是将字符串 "-0.5"隐式转换成了浮点数 -0.5，再与数字 1进行加法运算的。

难道我们的C语言也支持类似JavaScript那种隐式转换吗？

C语言当然是不支持这样的隐式转换的，那程序为什么会输出0.5呢？

其实输出的0.5并不是一个数字，其实它是以一个字符串的身份输出的。

这就要从C语言的字符串说起了，在C语言中，没有字符串类型，字符串其实都是用以'\0'结尾的字符数组储存的，而数组名则表示字符串的首地址。

字符串常量也是类似，程序中的字符串"-0.5"其实也是表示储存了"-0.5"中的各个字符和字符'\0'的字符数组的首地址。

而其后的+1则并不是表示数学运算上的加一，而是表示地址向后偏移一个单位的地址，即原来字符串第二个字符的地址。

这样就能让puts()函数跳过第一个字符'-'负号来输出字符串，自然输出的结果就是0.5了。

所以其实上面那个程序就等价于以下程序：

#include<stdio.h>

int main()
{
    char* p = "-0.5";
    puts(&p[1]);
    // 输出：0.5
    return 0;
}

3.神奇的**指数运算

在Python中，我们可以使用 **运算符来表示数学上的指数运算，而在C语言中通常是用 pow()函数。

下面的程序似乎显示，C语言也可以使用**运算符来进行指数运算：

#include<stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 50 ** "2");
    // 输出：2500
    return 0;
}

但细看就可以发现一部分问题，首先那个 "2"是字符串，如果真的能够进行 **指数运算，那也一定是两个数字之间的。

也许字符串"2"被编译器隐式转换成数字2了呢？

在上一节我们提到，C语言中的字符串是用字符数组存的，也就是说字符串"2"其实是一个字符数组，其中包含两个字符：'2'和'\0'，将一个包含两个字符的字符数组转换成一个数字，这显然是做不到的。

在Python中，有字符串类型，通过强转型函数可以将字符串转换为其他类型，但是即便是Python，也不支持上述那种隐式转换，即无法将一个数组与一个字符串进行**指数运算。

排除了隐式转换，让我们来分析一下原因。

首先，在C语言中没有**这种运算，所以两个星号*应该是拆开来理解。

我们知道，在C语言中，星号*不止可以用来进行乘法运算，还可以连接地址用来表示取值运算，这也能够解释为什么后面的"2"是字符串了，上节我们说过，字符串常量在C中也是一个地址，于是正确的运算结合顺序就出来了：

#include<stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 50 * (*"2"));
    // 输出：2500
    return 0;
}

"2"表示一个含有两个字符（ '2'和 '\0'）的字符数组的首地址，那么 *"2"就等价于 "2"[0]，即等价于字符 '2'。

我们又知道，C语言中的char类型其实是整数到ASCII表的一组映射，其值为它的ASCII码值，刚好字符'2'的ASCII码的十进制值为50。

所以我们最终可以得到以下等价关系：

    50 ** "2"
=>    50 * (*"2")
=>    50 * "2"[0]
=>    50 * '2'
=>    50 * 50

所以上面的程序也可以写成这样：

#include<stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 50 * 50);
    // 输出：2500
    return 0;
}

这样程序运行自然就会输出 2500了，是不是觉得很合情合理呢？