Dlaczego główny argv C / C ++ deklarowany jest jako „char * argv []”, a nie tylko „char * argv”?

Dlaczego jest argvzadeklarowany jako „wskaźnik do wskaźnika do pierwszego indeksu tablicy”, a nie po prostu „wskaźnik do pierwszego indeksu tablicy” ( char* argv)?

Dlaczego tutaj wymagane jest pojęcie „wskaźnik do wskaźnika”?

Argv jest w zasadzie taki:

Po lewej stronie jest sam argument - co tak naprawdę przekazano jako argument do main. Który zawiera adres tablicy wskaźników. Każdy z tych punktów wskazuje na miejsce w pamięci zawierające tekst odpowiedniego argumentu przekazanego w wierszu poleceń. Następnie na końcu tej tablicy jest gwarantowany wskaźnik zerowy.

Zauważ, że faktyczne miejsce przechowywania poszczególnych argumentów jest przynajmniej potencjalnie przydzielane osobno, więc ich adresy w pamięci mogą być rozmieszczone dość losowo (ale w zależności od tego, jak rzeczy się zapisują, mogą być również w jednym ciągłym bloku pamięć - po prostu nie wiesz i nie powinno cię to obchodzić).

Ponieważ to zapewnia system operacyjny :-)

Twoje pytanie dotyczy trochę problemu inwersji kurczaka / jajka. Problemem nie jest wybranie tego, co chcesz w C ++, problemem jest to, jak mówisz w C ++, co daje ci system operacyjny.

Unix przekazuje tablicę „ciągów”, przy czym każdy ciąg jest argumentem polecenia. W C / C ++ ciąg jest „char *”, więc tablica ciągów to char * argv [] lub char ** argv, zgodnie z gustem.

Po pierwsze, jako deklaracja parametru char **argvjest taka sama jak char *argv[]; oba sugerują wskaźnik do (tablicy lub zestawu co najmniej jednego możliwego) wskaźnika do ciągów.

Następnie, jeśli masz tylko „wskaźnik do char” - np. Po prostu char *- to aby uzyskać dostęp do n-tego elementu, musisz zeskanować pierwsze n-1 elementy, aby znaleźć początek n-tego elementu. (I nałożyłoby to również wymóg, aby każdy ciąg był przechowywany w sposób ciągły.)

Za pomocą tablicy wskaźników możesz bezpośrednio zindeksować n-ty element - więc (choć nie jest to absolutnie konieczne - zakładając, że ciągi są ciągłe), jest to na ogół znacznie wygodniejsze.

Ilustrować:

./program witaj świecie

argc = 3
argv[0] --> "./program\0"
argv[1] --> "hello\0"
argv[2] --> "world\0"

Możliwe jest, że w systemie operacyjnym zapewniono tablicę znaków:

            "./program\0hello\0world\0"
argv[0]      ^
argv[1]                 ^
argv[2]                        ^

gdyby argument był tylko „wskaźnikiem char”, można by zobaczyć

       "./program\0hello\0world\0"
argv    ^

Jednak (choć prawdopodobnie z projektu systemu operacyjnego) nie ma prawdziwej gwarancji, że trzy ciągi „./program”, „hello” i „world” są ciągłe. Ponadto ten rodzaj „pojedynczego wskaźnika do wielu ciągłych ciągów znaków” jest bardziej nietypową konstrukcją typu danych (dla C), szczególnie w porównaniu z tablicą wskaźników do łańcucha.

Dlaczego główny argv C / C ++ jest zadeklarowany jako „char * argv []”

Możliwą odpowiedzią jest to, że standard C11 n1570 (w §5.1.2.2.1 Uruchomienie programu ) i standard C ++ 11 n3337 (w głównej funkcji §3.6.1 ) wymagają tego w środowiskach hostowanych (ale zauważ, że standard C wspomina także §5.1.2.1 środowiska wolnostojące ) Zobacz także to .

Kolejne pytanie brzmi: dlaczego standardy C i C ++ zdecydowały się mainna taki int main(int argc, char**argv)podpis? Wyjaśnienie jest w dużej mierze historyczne: C zostało wynalezione z Unixem , który ma powłokę, która wykonuje globbing przed wykonaniem fork(która jest wywołaniem systemowym w celu utworzenia procesu) i execve(który jest wywołaniem systemowym w celu wykonania programu) i który execveprzesyła tablicę argumentów programu łańcuchowego i jest powiązany mainz wykonanym programem. Przeczytaj więcej o filozofii Uniksa i ABI .

A C ++ starał się postępować zgodnie z konwencjami języka C i być z nim kompatybilny. Nie mógł zdefiniować, mainże jest niezgodny z tradycjami C.

Jeśli zaprojektowałeś system operacyjny od zera (wciąż mając interfejs wiersza poleceń) i język programowania dla niego od zera, będziesz mógł wymyślić różne konwencje uruchamiania programu. Inne języki programowania (np. Common Lisp, Ocaml lub Go) mają różne konwencje uruchamiania programów.

W praktyce mainjest wywoływany przez jakiś kod crt0 . Zauważ, że w systemie Windows globowanie może być wykonywane przez każdy program jako odpowiednik crt0, a niektóre programy Windows mogą uruchamiać się w niestandardowym punkcie wejścia WinMain . W Unixie globowanie odbywa się przez powłokę (i crt0dostosowuje ABI oraz określony przez niego układ stosu wywołań do konwencji wywoływania twojej implementacji języka C).

Zamiast myśleć o nim jako o „wskaźniku do wskaźnika”, pomaga myśleć o nim jako o „tablicy ciągów” z []tablicą char*oznaczającą i łańcuchem oznaczającym. Po uruchomieniu programu możesz przekazać mu jeden lub więcej argumentów wiersza poleceń, które są odzwierciedlone w argumentach do main: argcjest liczbą argumentów i argvumożliwia dostęp do poszczególnych argumentów.

W wielu przypadkach odpowiedź brzmi „ponieważ jest to standard”. Aby zacytować standard C99 :

- Jeśli wartość argc jest większa od zera, elementy tablicy argv [0] do argv [argc-1] włącznie zawierają wskaźniki do łańcuchów , którym środowisko hosta otrzymuje wartości zdefiniowane przed implementacją programu.

Oczywiście, zanim został znormalizowany, był już używany przez K&R C we wczesnych implementacjach Uniksa, w celu przechowywania parametrów wiersza poleceń (coś, co trzeba dbać w powłoce uniksowej, takiej jak systemy wbudowane /bin/bashlub /bin/shnie). Aby zacytować pierwsze wydanie „The C Programming Language” K&R (str. 110) :

Pierwszy (konwencjonalnie nazywany argc ) to liczba argumentów wiersza poleceń, z którymi program został wywołany; drugi ( argv ) jest wskaźnikiem do tablicy ciągów znaków zawierających argumenty, po jednym na ciąg.