【C语言】指针3——数组与指针（超级详解！包懂）

指针3——数组与指针
Ciallo～ (∠・ω< )⌒★

1. 一维数组

1.1 数组名的理解（辨析）

以下面这段代码为例

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int* p = &arr[0];

我们通过取地址操作符 &，拿到了 arr 数组首元素的地址。其实，数组名就是数组首元素的地址。

所以若我们想要拿到 arr 首元素的地址，可以这样写：

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int* p = arr;

但是有两个例外，数组名表示整个数组：
1. sizeof(数组名)
2. &数组名

解释：

1. sizeof是用来计算大小的，那么仍然以上面的代码为例 sizeof(arr) 计算得到的是整个数组的大小，所以 sizeof(arr) = 40
2. &数组名，这样取出来的是整个数组的地址。我们可以这样打印观察：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[5] = {1,2,3,4,5};
    printf("%p\n", &arr);
    printf("%p\n", &arr + 1);
    return 0;
}

运行结果是：

可以算出两个地址相差 20 个字节，这正是一个 arr 数组的大小，由此可证明，&arr 取出的是整个数组的地址。本质上，数组的地址就是一个数组指针。
除此之外，任何地方使用数组名，数组名都表示首元素的地址。

1.2 使用指针访问一维数组

因为数组在内存中是连续存放的，所以可以通过指针加减整数的操作，得到每个元素的地址，进而能解引用访问数组元素。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int* p = arr;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", *(p + i));
    }
    return 0;
}

运行结果：

若这样写，也是可以正常打印的

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int* p = arr;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", p[i]);
    }
    return 0;
}

本质上 p[i] 是等价于 * (p+i)的。
同理 arr[i] 应该等价于 * (arr+i)，数组元素的访问在编译器处理的时候，也是转换成首元素的地址 + 偏移量求出元素的地址，然后解引用来访问的。

1.3 一维数组的传参

对于一维数组的传参，形参部分我们之前是这样写的：

void test(int arr[]) //参数写成数组形式，本质上还是指针 
{
 	printf("%d\n", sizeof(arr));
}

本质上数组传参传递的是数组首元素的地址
所以可以改写成这样：

void test(int* arr)//参数写成指针形式 
{
 	printf("%d\n", sizeof(arr));//计算⼀个指针变量的⼤⼩ 
}

一维数组传参，形参的部分可以写成数组的形式，也可以写成指针的形式。

2. 数组指针与指针数组（辨析，要分清！）

2.1 数组指针

数组指针就是用来存放数组的地址的指针变量，定义方法如下：

int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
int (*p)[5] = &arr;

&arr 取出了整个数组的地址，放到一个数组指针里去。* 与 p 结合，表示 p 是一个指针，指向了有5个元素，每个元素为 int 类型的数组。
需要加（）是因为 [ ] 的结合性比 * 高

2.2 指针数组

指针数组是用来存放指针的数组，语法如下：

int* arr[5];

int* 指明了类型，这是一个有着5个元素，每个元素是整型指针的数组。arr 是首元素地址，所以是指针变量的地址，要用二级指针来接收。

3. 二维数组

3.1 二维数组的本质（核心）

书上要求我们在定义一个二维数组时，可以不指定行数，但必须要指定列数。这是为什么呢？其实是因为二维数组的每个元素都是一个一维数组，这个一维数组的元素个数必须被告知。

int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5}, {6,7,8,9,10}, {11,12,13,14,15} };

以此为例，arr 的首元素是 {1,2,3,4,5} 这个一维数组，而不是 1。数组的地址可以用数组指针来表示
先来一组辨析请看官享用：

1. arr：表示首元素地址，即 {1,2,3,4,5} 这个数组的地址
2. arr[0]： 拿出了这个数组的首元素，是 {1,2,3,4,5} 这个数组的数组名
3. printf(“%d”, *arr[0])： 第一行的数组名即没有单独放在 sizeof 里，也没有前面跟 &，因此表示数组首元素的地址，这里会打印 1
4. sizeof(arr[1])：arr[1]是第二行的数组名，单独放在了 sizeof 里，表示第二行整个数组，大小计算为 4 * 5 = 20

3.2 使用指针访问二维数组（重理解）

已知 arr 的每个元素是一个一维数组，我们自然地猜想到要解引用两次。
由前面的内容可知，arr[i] 可改写为 * (arr + i)，我们刚刚分析了，arr 在这种情况下表示首元素地址，则 arr + i 表示的就是第 i 行的地址，每一行都是一个一维数组，因此arr + i，表示的是某个一维数组的地址，对它解引用，即 * (arr + i)，就得到了这个一维数组。
那么我们再解引用一次，（* (arr + i) + j），就得到了第 i 行数组的第 j 个元素。

这里确实有些抽象，不过看官放心，详解包懂不只是吸睛的标签，还是实在的内核。
君可以无条件信任火焰柚子（bushi
可以这样理解，看官请看；

就以 arr 为例
arr表示首元素地址，是第一行数组的地址，则等价于 &arr
*arr 就把 & 拿掉，得到了 arr，它表示第一行数组首元素的地址，类型是 int*
再解引用一次，*(*arr + j)，就等价于 *(arr + j)，它表示第一行第j列的元素

我们一定要牢记这个东西：本质上 p[i] 是等价于 * (p+i) 的。

arr[i][j] 就可以改写成 *(*(arr + i) + j)
实际上二维数组也确实是这么进行访问和调用的

3.3 二维数组的传参

对于二维数组的传参，之前我们是这样写的：

void test(int arr[][5]) //参数写成数组形式，本质上还是指针 
{
 	printf("%d\n", sizeof(arr));
}

现在我们了解原理之后，就可以这样写：

void test(int (*p)[5]) //参数写成指针 
{
 	printf("%d\n", sizeof(arr));
}

因为数组名即表示首元素的地址，第一行数组的地址即是一个数组指针，那么形参部分，我们就可以写成数组指针。