深入理解指针(2)——指针和数组

目录

一、数组名的理解

二、使用指针访问数组

三、一维数组传参的本质

四、二级指针

五、指针数组

六、指针数组模拟组

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一、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 ;

}

输出结果：

 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。

这时候有同学会有疑问？数组名如果是数组⾸元素的地址，那下⾯的代码怎么理解呢？

# 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，如果arr是数组⾸元素的地址，那输出应该的应该是4/8才对。

其实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。

这时有好奇的同学，再试⼀下这个代码：

# 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 ;

}

三个打印结果⼀模⼀样，这时候⼜纳闷了，那arr和&arr有啥区别呢？

# 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 ;

}

输入结果如下所示:

&arr[ 0 ] = 0077F 820

&arr[ 0 ]+ 1 = 0077F 824

arr = 0077F 820

arr+ 1 = 0077F 824

&arr = 0077F 820

&arr+ 1 = 0077F 848

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。

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。

二、使用指针访问数组

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。如下所示：

# 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 ;

}

这个代码搞明⽩后，我们再试⼀下，如果我们再分析⼀下，数组名arr是数组⾸元素的地址，可以赋值给p，其实数组名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 ;

}

在第18⾏的地⽅，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。

三、一维数组传参的本质

数组我们学过了，之前也讲了，数组是可以传递给函数的，这个⼩节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，那我们可以把函数传给⼀个函数后，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 ;

}

输出结果如下所示：

我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数。

这就要学习数组传参的本质了，上个⼩节我们学习了：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本质上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⾸元素的地址。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。 

四、二级指针

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 。如下所示：

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;

五、指针数组

指针数组是指针还是数组？

我们类⽐⼀下，整型数组，是存放整型的数组，字符数组是存放字符的数组。

那指针数组呢？是存放指针的数组。

整型数字和字符数组 

指针数组的每个元素都是⽤来存放地址（指针）的。

如下图：

指针数组的每个元素是地址，⼜可以指向⼀块区域。

在这里我们解释一下这个int* arr[5].

arr表示数组名，把数组名去掉就是变量的类型，所以arr的类型为：int* [5].

此外arr数组里面存放了5个元素，每一个元素的类型是int*。

六、指针数组模拟组

如下所示：

# include <stdio.h>

int main ()

{

        int arr1[] = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 };

        int arr2[] = { 2 , 3 , 4 , 5 , 6 };

        int arr3[] = { 3 , 4 , 5 , 6 , 7 };

        //数组名是数组⾸元素的地址，类型是 int* 的，就可以存放在 parr 数组中

        int * parr[ 3 ] = {arr1, arr2, arr3};

        int i = 0 ;

        int j = 0 ;

        for (i= 0 ; i< 3 ; i++)

        {

                for (j= 0 ; j< 5 ; j++)

                {

                        printf ( "%d " , parr[i][j]);

                }

        printf ( "\n" );

        }

        return 0 ;

}

parr数组的画图演⽰ 

parr[i]是访问parr数组的元素，parr[i]找到的数组元素指向了整型⼀维数组，parr[i][j]就是整型⼀维数组中的元素。

上述的代码模拟出⼆维数组的效果，实际上并⾮完全是⼆维数组，因为每⼀⾏并⾮是连续的。