Mengapa C / C ++ argumen utama dinyatakan sebagai "char * argv []" daripada hanya "char * argv"?

Mengapa argvdinyatakan sebagai "pointer ke pointer ke indeks array pertama", bukan hanya menjadi "pointer ke indeks array pertama" ( char* argv)?

Mengapa gagasan "pointer ke pointer" diperlukan di sini?

Argv pada dasarnya seperti ini:

Di sebelah kiri adalah argumen itu sendiri - apa yang sebenarnya dilewatkan sebagai argumen ke utama. Itu berisi alamat dari array pointer. Masing-masing menunjuk ke suatu tempat di memori yang berisi teks dari argumen yang sesuai yang dilewatkan pada baris perintah. Kemudian, di akhir array itu dijamin ada pointer nol.

Perhatikan bahwa penyimpanan aktual untuk argumen individual setidaknya berpotensi dialokasikan secara terpisah dari satu sama lain, sehingga alamat mereka dalam memori dapat diatur secara acak (tetapi tergantung pada bagaimana hal-hal yang akan ditulis, mereka juga bisa berada dalam satu blok yang berdekatan dari memori - Anda tidak tahu dan tidak peduli).

Karena itulah yang disediakan sistem operasi :-)

Pertanyaan Anda adalah sedikit masalah inversi ayam / telur. Masalahnya bukan untuk memilih apa yang Anda inginkan dalam C ++, masalahnya adalah bagaimana Anda mengatakan dalam C ++ apa yang diberikan OS kepada Anda.

Unix melewati larik "string", setiap string menjadi argumen perintah. Dalam C / C ++, string adalah "char *", jadi array string adalah char * argv [], atau char ** argv, sesuai selera.

Pertama, sebagai deklarasi parameter, char **argvsama dengan char *argv[]; keduanya menyiratkan pointer ke (array atau set satu atau lebih mungkin) pointer ke string.

Selanjutnya, jika Anda hanya memiliki "pointer to char" - misal saja char *- maka untuk mengakses item ke-n, Anda harus memindai item ke-1 pertama untuk menemukan awal item ke-n. (Dan ini juga akan memaksakan persyaratan bahwa masing-masing string disimpan secara berdekatan.)

Dengan array pointer, Anda dapat langsung mengindeks item ke-n - jadi (walaupun tidak sepenuhnya diperlukan - dengan asumsi string berdekatan) umumnya lebih mudah.

Menggambarkan:

./program halo dunia

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

Mungkin saja, dalam larik karakter yang disediakan os:

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

jika argv hanyalah "pointer to char" yang mungkin Anda lihat

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

Namun (walaupun kemungkinan berdasarkan desain os) tidak ada jaminan nyata bahwa ketiga string "./program", "hello", dan "world" bersebelahan. Lebih jauh, jenis "penunjuk tunggal ke banyak string yang berdekatan" ini adalah konstruk tipe data yang lebih tidak biasa (untuk C), terutama dibandingkan dengan array pointer ke string.

Mengapa C / C ++ argv utama dinyatakan sebagai “char * argv []”

Jawaban yang mungkin adalah karena standar C11 n1570 (dalam §5.1.2.2.1 Program startup ) dan standar C ++ 11 n3337 (dalam §3.6.1 fungsi utama ) mengharuskan untuk lingkungan yang dihosting (tetapi perhatikan bahwa standar C menyebutkan juga §5.1.2.1 lingkungan berdiri bebas ) Lihat juga ini .

Pertanyaan selanjutnya adalah mengapa standar C dan C ++ memilih mainuntuk memiliki int main(int argc, char**argv)tanda tangan seperti itu ? Penjelasannya sebagian besar historis: C ditemukan dengan Unix , yang memiliki shell yang melakukan globbing sebelum melakukan fork(yang merupakan panggilan sistem untuk membuat proses) dan execve(yang merupakan panggilan sistem untuk menjalankan program), dan yang execvementransmisikan array argumen program string dan terkait dengan mainprogram yang dijalankan. Baca lebih lanjut tentang filosofi Unix dan tentang ABI .

Dan C ++ berusaha keras untuk mengikuti konvensi C dan kompatibel dengannya. Itu tidak dapat didefinisikan mainsebagai tidak sesuai dengan tradisi C.

Jika Anda merancang sistem operasi dari awal (masih memiliki antarmuka baris perintah) dan bahasa pemrograman untuk itu dari awal, Anda akan bebas untuk membuat konvensi awal program yang berbeda. Dan bahasa pemrograman lain (misalnya Common Lisp atau Ocaml atau Go) memiliki konvensi awal program yang berbeda.

Dalam prakteknya, maindipanggil oleh beberapa kode crt0 . Perhatikan bahwa pada Windows globbing dapat dilakukan oleh setiap program setara dengan crt0, dan beberapa program Windows dapat mulai melalui titik masuk WinMain yang tidak standar . Di Unix, globbing dilakukan oleh shell (dan crt0mengadaptasi ABI, dan tata letak tumpukan panggilan awal yang telah ditentukan, untuk memanggil konvensi implementasi C Anda).

Alih-alih menganggapnya sebagai "pointer to pointer", ada baiknya menganggapnya sebagai "array of strings", dengan []menunjukkan array dan char*menunjukkan string. Ketika Anda menjalankan suatu program, Anda bisa meneruskannya satu atau lebih argumen baris perintah dan ini tercermin dalam argumen untuk main: argcadalah jumlah argumen dan argvmemungkinkan Anda mengakses argumen individual.

Dalam banyak kasus jawabannya adalah "karena standar". Mengutip standar C99 :

- Jika nilai argc lebih besar dari nol, anggota array argv [0] melalui argv [argc-1] inklusif harus berisi pointer ke string , yang diberi nilai-nilai yang ditentukan implementasi oleh lingkungan host sebelum program startup.

Tentu saja, sebelum distandarisasi, sudah digunakan oleh K&R C dalam implementasi Unix awal, dengan tujuan menyimpan parameter baris perintah (sesuatu yang harus Anda perhatikan di shell Unix seperti /bin/bashatau /bin/shtidak di embedded system). Mengutip edisi pertama K&R "The C Programming Language" (hlm. 110) :

Yang pertama (secara konvensional disebut argc ) adalah jumlah argumen baris perintah yang digunakan oleh program; yang kedua ( argv ) adalah pointer ke array string karakter yang berisi argumen, satu per string.