程序诗篇里的灵动笔触：指针绘就数据的梦幻蓝图＜4＞-优快云博客

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大家好啊，我是小象٩(๑òωó๑)۶
我的博客：Xiao Xiangζั͡ޓއއ

很高兴见到大家，希望能够和大家一起交流学习，共同进步。

今天我们继续来学习指针，学习指针访问数组，一维数组的传参本质，冒泡排序，二级指针…

开篇：数组名的理解

在上一个章节我们在使⽤指针访问数组的内容时，有这样的代码：

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

这里我们使用 &arr[0] 的方式拿到了数组第一个元素的地址，但是其实数组名本来就是地址，而且是数组首元素的地址，我们来做个测试。

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

通过结果我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样，数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址。

然后，我们再来看另一段代码：

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

输出的结果是40，但如果arr是数组首元素的地址，那输出应该的应该是4或者8才对。

数组名就是数组首元素(第⼀个元素)的地址是对的，但是有两个例外：

• sizeof(数组名)，sizeof中单独放数组名，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节
• &数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址（整个数组的地址和数组首元素的地址是有区别的）
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。

我们来看看这三个：

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

我们发现打印结果一样，前两个地址一样我们可以理解，为什么第三个也和前两个一样呢？其实 无论是首元素的地址还是数组的地址，它们两个的起点都是一样的，所以打印出来的地址是一样的。
那么这三个到底有什么不同呢？

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

看看结果：

&arr[0] = 0077F820
&arr[0]+1 = 0077F824
arr = 0077F820
arr+1 = 0077F824
&arr = 0077F820
&arr+1 = 0077F848

这里我们发现&arr[0]和&arr[0]+1相差4个字节，arr和arr+1 相差4个字节，是因为&arr[0] 和 arr 都是首元素的地址，+1就是跳过⼀个元素。
但是&arr 和 &arr+1相差40个字节，这就是因为&arr是数组的地址，+1 操作是跳过整个数组的。
这里我们可以很清楚的知道&arr[0]和arr都是同一个int类型，但我们也能知道&arr绝对不是int类型。其实&arr是个数组指针，我们后面会讲到。
到这里大家应该搞清楚数组名的意义了吧。
数组名是数组首元素的地址，但是有2个例外。

一、指针访问数组

有了前面知识的支持，再结合数组的特点，我们就可以很方便的使用指针访问数组了。
在 C 语言里，指针和数组有着紧密的联系，指针可以非常灵活地用于访问数组元素。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	//输⼊
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//输⼊
	int* p = arr;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", p + i);
		//scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
	}
	//输出
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	return 0;
}

我们可以分析一下，数组名arr是数组首元素的地址，类型为int*，而p里面放的也是arr数组首元素的地址类型也是int*。所以数组名arr和p在这里是等价的。那我们可以使用arr[i]可以访问数组的元素，那p[i]是否也可以访问数组呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	//输⼊
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//输⼊
	int* p = arr;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", p + i);
		//scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
	}
	//输出
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
	return 0;
}

我们来看深度分析一下数组和指针的关系：
拿这段代码来分析

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//打印数组的内容，使用指针
	int* p = arr;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *（ p+i ）);
	}
	return 0;
}

我们发现将*(p+i)换成p[i]也是能够正常打印的，所以本质上p[i] 是等价于 *(p+i)。
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。

二、一维数组传参的本质

在 C 语言中，一维数组传参的本质是传递数组首元素的地址，而非整个数组的副本。
数组我们学过了，之前也讲了，数组是可以传递给函数的，我们讨论
一下数组传参的本质。
首先从一个问题开始，我们之前都是在函数外部计算数组的元素个数，那我们可以把数组传给一个数后，函数内部求数组的元素个数吗？

#include <stdio.h>
void test(int arr[])
{
	int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("sz2 = %d\n", sz2);
}
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("sz1 = %d\n", sz1);
	test(arr);
	return 0;
}

通过结果我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数。
我们知道：数组名是数组首元素的地址；那么在数组传参的时候，传递的是数组名，也就是说本质上数组传参传递的是数组首元素的地址。
所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收元素的地址。那么在函数内部我们写sizeof(arr) 计算的是一个地址的大小（单位字节）而不是数组的大小（单位字节）。正是因为函数的参数部分是本质是指针，所以在函数内部是没办法求的数组元素个数的。

void test(int arr[])//参数写成数组形式，本质上还是指针
{
	printf("%d\n", sizeof(arr));
}
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
}
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	test(arr);
	return 0;
}

总结：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。

三、冒泡排序

3.1 基本思想

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法，通过重复遍历待排序的数组，依次比较相邻元素的值，若顺序错误（例如升序时前一个元素大于后一个元素），则交换它们的位置。每一轮遍历会将当前未排序部分的最大（或最小）元素“冒泡”到其正确的位置。
冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较。

//⽅法1
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}
//⽅法2 - 优化
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int flag = 1;//假设这⼀趟已经有序了
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				flag = 0;//发⽣交换就说明，⽆序
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
		if (flag == 1)//这⼀趟没交换就说明已经有序，后续⽆序排序了
			break;
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

四、二级指针

4.1 基本概念

指针的指针：二级指针（**）是指向指针的指针。
层级关系：二级指针存储的是一级指针的地址，而一级指针存储的是变量的地址。
指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存放在哪里？
这就是二级指针。
对于二级指针的运算有：
• *ppa 通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的是 pa ， *ppa 其实访问的就是 pa

int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;

**ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进行解引用操作： *pa ，那找到的是 a

**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;

四、结尾

这一课的内容就到这里了，下节课继续学习指针的其他一些知识
如果内容有什么问题的话欢迎指正，有什么问题也可以问我！
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