【C语言】指针的入门篇2，深入理解指针和数组的关系

news2024/11/26 19:38:20

欢迎来CILMY23的博客喔，本期系列为【C语言】指针的入门篇2，深入理解指针和数组的关系，图文讲解指针和数组关系的知识，带大家理解指针和数组的关系，以及指针+数组的用法，感谢观看，支持的可以给个赞哇。

前言

在上一篇博客中，我们了解了指针就是地址，并且把地址存放的变量叫做指针变量，以及指针用法，并且为了防止野指针，我们还学习了assert断言等等来防止野指针的产生，本期博客将用strlen函数的模拟实现来回顾先前知识，并学习指针和数组之间的关系。 

目录

 一、strlen的模拟实现

 二、数组名和数组首元素

二、指针访问数组 

三、一维数组的传参

 四、冒泡排序

五、二级指针

六、指针数组

七、指针数组模拟二维数组

 一、strlen的模拟实现

strlen函数，我们可以在cplusplus网站查询cplusplus.comicon-default.png?t=N7T8https://cplusplus.com/

它的功能是获取字符串的长度，返回字符串的长度。那字符串的特点是在“”的末尾有一个\0，所以我们可以采取计数的方式来统计字符串的长度。所以我们可以写出以下代码：

int my_strlen(char* str)
{
	int len = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		len++;
		str++;
	}
	return len;
}
int main()
{
	char str[] = "hello SILMY23";
	printf("%d",my_strlen(str));
	return 0;
}

 我们可以看到结果：

 

但当我们在模拟实现的时候，往往可以发现一些问题，如果外界传入的是空指针呢？其次我们并不希望修改指针所指向的内容，因此可以加const修饰我们的形参str。 因为assert检测的时候，如果表达式为真，就不影响程序，如果为假，就停止程序并进行报错。最后，因为字符串长度是不可能有负数的，所以我们可以用size_t来代替int。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	int len = 0;

	while (*str != '\0')
	{
		len++;
		str++;
	}
	return len;
}

int main()
{
	char str[] = "hello SILMY23";
	printf("%d",my_strlen(str));

	return 0;
}

 这样一个strlen字符函数的模拟实现就完成了，当然主体我们也可以不采取计数的方式，可以采取指针-指针的写法。

让一个指针找到尾巴，然后利用指针相减指针是元素的个数，返回指针减去指针就可以了。前提是仍然需要对str断言，如果str不为空我们再赋值给tail指针。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	const char* tail = str;
	while (*tail != '\0')
	{
		tail++;
	}
	return tail - str;
}
int main()
{
	char str[] = "hello SILMY23";
	printf("%d",my_strlen(str));
	return 0;
}

 二、数组名和数组首元素

在上一篇文章中，我们用了以下代码

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

我们发现在用指针访问数组的时候，我把数组名赋值给了指针，那是否意味着所有情况下的数组名都是数组首元素的地址呢？

我们接下来看以下代码：

#include<stdio.h>

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	printf("%d ", sizeof(arr));
	printf("%d ", sizeof(arr[0]));

	return 0;
}

我们发现结果是40 4，那说明并不是所有情况下的数组名都是数组首元素的地址。

数组名就是数组首元素的地址，但是有两个例外：

1.sizeof（），在sizeof的关键字后面单独放数组名，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。

2.&arr，这里表示的也是整个数组，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）

那arr，&arr,&arr[0]的联系和区别又在哪里呢？我们看以下代码：

#include<stdio.h>

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	printf(" arr       = %p\n ", arr);
	printf("arr+1     = %p\n ", arr + 1);
	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);
	return 0;
}

 结果如下：

 

  我们看指针走的步长是指针类型，前四个反应的是arr和&arr[0]，几乎无差别，而最后一个&arr它所走的空间大小是整个数组的大小。

二、指针访问数组 

 在上一篇文章我们初步写了指针访问数组，并打印数组的值，那如果我们想要输入呢？


#include<stdio.h>

int main()
{
	int arr[10] = {0};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int* p = arr;
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", p + i);
	}
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}

	return 0;
}

当我们输入1 -10的时候，打印的也是如此。

 

当编译器处理的时候，打印的时候，其实arr[i] == *(arr+i), 它们之间是等价的。同时我们也可以写成p[i] == *(p+i)

甚至可以写成以下形式

arr[i]  == *(arr+i) == *(i+arr) == i[arr],感兴趣的读者可以自己敲一下验证验证

三、一维数组的传参

 我们看以下代码：

#include<stdio.h>

void print(int arr[])
{
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}

}

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	print(arr);
	return 0;
}

当我们运行之后发现，结果并没有像我们预期的那样打印出1到10，而是只打印了1.这就涉及一维数组传参的本质了，一维数组传参实际上传入的是数组首元素地址，所以在函数内部计算sz的时候，sizeof(arr)是计算了指针变量的大小，四个字节，而后面计算出的也是四个字节，最后sz只计算出了1。 

 所以要修改代码我们可以在没有传参之前把数组长度计算出来，然后去传参，arr[]它实际还是指针变量，所以我们可以写成int *p.

void print(int *p,int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", p[i] );
	}
}

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	print(arr,sz);
	return 0;
}

 四、冒泡排序

冒泡排序作为练习我也写过这篇啦，可以跳转细看，这里我粗略讲解练习。

http://t.csdnimg.cn/VCpbBicon-default.png?t=N7T8http://t.csdnimg.cn/VCpbB冒泡排序，假设有一个数组，我们需要把一个有序数组排序为升序。其核心思想是两两相邻的元素进行交换。

五、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呢？再存放在一个指针里，这就是二级指针。

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	int** ppa = &pa;
	
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", &pa);
	printf("%p\n", &ppa);
	return 0;
}

在以上代码中，a是整型变量，占据四个字节的空间，pa和ppa都是指针变量，占据4或者八个字节的空间，a，pa，ppa三个变量都有对应的地址。 我们把pa叫做一级指针，ppa叫做二级指针。

 

 

如果我们要通过ppa找到a，我们就需要两层的解引用， 

 

六、指针数组

 什么是指针数组呢？我们回想一下，整型数组是用来存放整型数据的，字符数组是用来存放字符的，所以指针数组就是用来存放指针的。

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 10;
	int* arr[] = { &a };
	printf("%d ", *arr[0]);
	return 0;
}

我们开辟一个指针数组来存放a的地址，我们需要对数组元素解引用来获得a的值。 

 

七、指针数组模拟二维数组

假设我们现在有三个数组，arr1，arr2，arr3，我们将它放到指针数组parr中，我们在用parr[]的时候，得到的是三个数组的地址，再对其解引用，我们就得到三个数组中具体的数值。 

#include<stdio.h>

int main()
{
	int arr1[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[5] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[5] = { 3,4,5,6,7 };
	int* parr[3] = { arr1,arr2,arr3 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("%d ", parr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}

	return 0;
}

结果如下： 

 

这就是指针数组的用法。 上述代码的分布图如下：

 

感谢各位同伴的支持，本期指针入门篇2就讲解到这啦，如果你觉得写的不错的话，可以给个赞，若有不足，欢迎各位在评论区讨论。 

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