【C语言】指针与数组的潜在联系

news2024/11/23 6:52:16

前言

改变固有数组的平面思维

注意：

数组操作与指针等价

指针数组

数组指针

笔试加深理解：

解析：

前言

《C Traps and Pitfalls》(C语言缺陷与陷阱)中有一句著名的见解：

“在C语言中，指针与数组这两个概念之间的联系时如此密不可分，以至于如果不能理解一个概念，就无法彻底理解另一个概念。”

改变固有数组的平面思维

在本质上，C语言只有一维数组，只是数组的元素可以是任意类型的对象，当然也可以是一个数组！于是，这样就产生了高维数组！

对于：

int arr[6][4];

在上图中，arr是一个一维数组，内部含有六个元素；每个元素（arr[0],arr[1]......arr[5]）的类型是一个数组类型，假设这个数组（arr[0],arr[1]......arr[5]）中的元素 arr[i][j] 是整形，那么这个数组（arr[0],arr[1]......arr[5]）的类型是 int (*)[4] ;

换句话说：

这个语句声明的arr是一个数组，该数组拥有6个数组类型的数据，其中每个元素都是一个拥有4个整形元素的数组。（而不是一个拥有4个数组类型的数组，其中每一个元素是一个拥有6个整形元素的数组）

其实，对于数组arr，它就是一个主串（主数组）上伸出了许多子串（子数组）；类似于河流的主流外有许多支流：

它可以是随意分布的，我们平时为了清晰，我们一般画图将二维数组画成二维棋盘形状。

我们实际上可以将数组画成任意分布，只要满足C标准：

（二维平面不好演示，请自行脑补拖把头每根布的分布）

其实，我们也可以从数组arr的创建格式上看出端倪：
int arr[6][4];//请重新审视这段代码，以便于加深对他的理解
这段代码可以翻译为：

创建一个名字为arr的数组，内部元素为6个 int (*)[4] 类型的数组。其实就是从前到后对这段代码进行翻译。

注意：

这样一边翻译一边理解的思想是十分重要的，如果不采取这样的思想，那么对于数组指针，指针数组，函数指针，函数指针数组的理解和区分将十分困难！

数组操作与指针等价

对于一个数组，我们只能做两件事：

确定该数组的大小以及获得指向该数组下标为0的元素的指针。

对于其他有关数组的操作，其实本质上就是指针的操作。也就是说：任何一个数组下标的运算都等同于一个对应指针的运算，因此，指针操作与数组操作是可以相互转化的。

数组可以看作是一组相邻的内存单元的集合，而指针则是一个指向内存地址的变量。由于数组实际上就是一段连续的内存空间，因此可以使用指针来访问数组中的元素。

具体来说，可以将数组名看作是一个指向数组第一个元素的指针，即数组名本身就是一个地址。因此，使用指针变量来对数组进行操作就非常方便，如以下示例：


int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;   // 将数组名赋值给指针
for (int i = 0; i < 5; i++) {
  printf("%d ", *(p + i));  // 使用指针来访问元素

指针数组

C语言中的指针数组是指一个数组，其中的每一个元素都是一个指针。这样的数组可以用于存储多个指针，以便对它们进行操作。

例如，一个指针数组可以用于存储不同类型的指针，如整型指针、字符型指针、结构体指针等：

int *ptrArray[10];     // 整型指针数组，包含10个元素
char *strArray[5];     // 字符型指针数组，包含5个元素
struct person *personArray[100];     // 结构体指针数组，包含100个元素

可以通过下标来访问数组中的元素，并对其进行操作：

int a = 10, b = 20, c = 30;
int* ptrArray[3] = { &a, &b, &c };

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("%d ", *ptrArray[i]);    // 指针数组中的每个元素都是整型指针，需要使用 * 解引用
}

// 输出结果为：10 20 30

数组指针

在C语言中：

        整形指针变量： int * pint; 存放的是整形变量的地址，能够指向整形数据的指针。
        浮点型指针变量： float * pf; 存放浮点型变量的地址，能够指向浮点型数据的指针。
        那数组指针变量应该是：存放的应该是数组的地址，能够指向数组的指针变量。

数组指针本质上是一个指针变量，但它可以指向一个数组，从而允许对数组的操作。

由于结合性的问题，数组指针的写法与指针数组的大不相同：

int *p1[10];
int (*p2)[10];

解释：

1.是前文介绍的指针数组；

2.p先和*结合，说明p是⼀个指针变量变量，然后指着指向的是⼀个⼤⼩为10个整型的数组。所以
p是⼀个指针，指向⼀个数组

这里要注意：[ ]的优先级要高于*号的，所以必须加上（）来保证p先和*结合。

初始化：

int arr[10] = {0};
int(*p)[10] = &arr;

应用数组的地址初始化数组指针。并且，数组指针p与arr的类型是相同的。

这照应了本文的第一部分，数组指针是高维数组的基础。

现在有了一定的知识基础，不妨做一些题目检测一下：

笔试加深理解：

题目1：


#include <stdio.h>
int main()
{
int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };//#

int *ptr1 = (int *)(&aa + 1);//*

int *ptr2 = (int *)(*(aa + 1));//￥

printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));//&
return 0;
}