c语言指针3

文章目录

前言
一、数组名的理解
- 1.数组名正常情况是首元素的地址
- 2.数组名不是首元素地址的情况
- - 2. 1 sizeof(arr)中的数组名
  - 2. 2 &arr中的arr代表整个数组
- 3. 结论
二、使用指针访问数组
- 1.使用指针输入输出数组中的数
三、一维数组传参的本质
四、冒泡排序
五、二级指针
- 5.1 二级指针的定义
- 5.1 二级指针的运用
六、指针数组
- 6.1指针数组的定义
- 6.2指针数组模拟二维数组

前言

前面两章内容，小编已经讲述了指针和内存，指针之间的关系运算等有关内容，今天就给大家详细讲述一下指针与数组之间的联系了。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、数组名的理解

1.数组名正常情况是首元素的地址

数组名是首元素的地址

在前面内容我们就讲述了定义一个数组，数组名就是首元素地址，今天我们就用代码给大家证明一下。

代码部分

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };

	printf("arr     = %p\n", arr);
	printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
分析
数组在内存中存储如下

此时我们分别打印首元素的地址和数组名的地址，发现两个打印结果相同，所以我们同时都指向数组的首元素地址。

在这里插入图片描述
因此我们可以得出，数组名正常情况下就是首元素的地址

2.数组名不是首元素地址的情况

2. 1 sizeof(arr)中的数组名

在sizeof（arr）中的数组名不是数组首元素的地址，此时的arr代表整个数组，接下来让我们验证一下

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };

	printf("%d\n", sizeof(arr));
	printf("%d\n", sizeof(&arr[0]));
	return 0;
}

在这里插入图片描述

代码分析
在上面代码中，定义了一个存储10个整型的数组，接下来，分别对arr和首元素的地址进行求字节数，并将字节数打印出来。如果此时arr代表首元素的地址进行求字节数，在32位环境下，指针变量的大小为四个字节，输出结果因为两个4，结果却是第一个结果为40，第二个结果为4。这是因为在sizeof（arr）中，此时arr代表整个数组，而不是首元素的地址，整个数组为10个整型的值，所以为40。

所以在sizeof中的arr代表整个数组，而不是首元素的地址。

2. 2 &arr中的arr代表整个数组

在c语言中，&arr中的arr也是代表整个数组，而不是单一的数组首元素的地址

代码引入

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };

	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;
}

在这里插入图片描述

代码分析
在这里我们打印arr还是 &arr 都是数组arr的地址，这样直接打印不好判断arr是否是代表首元素地址还是整个数组。看过小编前两节小内容，指针变量进行±可以判断跳过几个字节。arr代表首元素地址，变量类型是int*，整型指针+1跳过是一个整型的元素也就是一个字节。&arr代表整个元素，整个元素是10个整形数据，&arr+1代表跳过整个数组，也就是40个字节。如下图显示，因为是16进制数进行打印的地址，转换成10进制，可以得到，arr+1跳过四个字节，&arr+1则是跳过40个字节。

在这里插入图片描述

3. 结论

结论

综上：数组名就是数组首元素的地址，但是存在两种例外：

sizeof（arr），sizeof中单独存放数组名，此时这里的数组名代表整个数组。计算的是整个数组的大小，单位是字节。
&arr，这里的数组名代表整个数组，取出的是整个数组的地址（整个数组的地址和首元素的地址是有区别的）。

除了上述两种情况，任何地方使用数组名，数组名都代表首元素的地址。

二、使用指针访问数组

1.使用指针输入输出数组中的数

代码如下（示例）：

int main()
{
	int arr[5] = { 0 };
	int* p = arr; //数组名为数组首元素的地址

	//输入
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		scanf("%d", p+i);
	}

	//输出
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", *(p+i));
	}
	return 0;
}

代码分析

数组在内存中的存储如下：

在这里插入图片描述
输入数据到数组中：

将第一个数组的地址存入数组中，此时p = &arr[0]；通过指针访问数组后面的元素，只需要进行指针+偏移量的做法。
在这里插入图片描述
输出数据到数组中：

在数组学习的时候，我们打印数组为arr[ i ];在这里我们用指针进行访问则是：p是首元素的地址，通过p访问第一个元素则是 * p，访问后面的元素，则是通过指针+1进行访问—*（p+i）进行访问。
在这里插入图片描述

思考

打印部分原先用arr[ i ]进行打印，等价于*（arr+i），此时我们可以发现，下标引用操作符[ ]作用等价于解引用，这时我们是否也可以 p[ i ]进行打印数组中的元素呢？下面来实践一下

在这里插入图片描述

经过代码运行，我们发现是可以的，因此打印的方式又多了一种：

arr[ i ]
p[ i ]
*(p + i)
*(arr + i)

以上四种方法皆可以用作访问数组内的元素，他们的本质其实都是通过指针的方式来访问数组，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

一维数组传参的本质就是传递首元素的地址

代码验证

int test(int arr[10])   
{
	int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);   
	return sz2;   
}
int main() intmain（）  
{
	int arr[10] = { 0 };   
	int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);   
	printf("sz1 = %d\n", sz1);   
	int sz2 = test(arr);   
	printf("sz2 = %d\n", sz2);   

	return 0; 返回0;  
}

假设数组传参传递的是首元素的地址，那么在测试函数中，sizeof（arr）中的arr就是数组首元素的地址，求出来的值在32位环境下因该为4。sz2的值应该为1，sz1的值应该为10。那么结果是不是这样的呢？
在这里插入图片描述
很明显，答案如我们预期一样，因此可以得出数组传参的本质就是传递首元素的地址。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。

四、冒泡排序

冒泡排序的核心思想就是两个相邻的数之间进行比较

将十个数的排序进行排序成升序

假设输入数据：
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
输出数据应为：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

思维导图
在这里插入图片描述
在这里一趟冒泡排序就让一个数回到了应该的位置，那么让10个数回到正确的位置只需要9趟，然后在一趟冒泡排序中，第一次我们要交换9次，然后9到了原有的位置，9保持不变，然后下一趟冒泡排序就只需要交换8次就可以，因为9已经到了因该去的位置，此次类推下去，每趟冒泡排序都会减少一个交换的数。

结论
n个数需要n-1趟冒泡排序，使用循环变量i，从0开始到n-1
接下来定义每一趟冒泡排序交换的个数
每一趟冒泡排序需要交换n-1-i，每一趟冒泡排序就会减少一个需要交换的数

代码实现

void bubble_sort(int arr[10], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };     
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);     
	bubble_sort(arr, sz);     
	for (int i = 0; i < sz; i++)     
	{
		printf("%d ",arr[i]);     
	}
	return 0;     
}

五、二级指针

5.1 二级指针的定义

在这之前我们讲述了一级指针，一级指针就是存储变量的地址，那么指针变量也有地址，这我们我们定义二级指针进行存储指针变量地址。

int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	int** pp = &p;
	return 0;

}

在这里插入图片描述
分析
在这里创建变量a此时系统空间会开辟一段空间进行存储a，此时a所在空间地址假设为0x12ff40，此时我们将a的地址取出放入指针变量p中，然后指针变量p也开辟一段空间进行存储a的地址，通过指针变量p我们可以找到a所在空间，指针变量p也有地址，它的地址为0x45ff87，我们取出它的地址放入二级指针变量pp中。
在这里插入图片描述
也就是我们可以将二级指针变量类型int **进行拆分成int*和*，前面的int*代表二级指针指向的那块空间的地址的变量类型是int*,*代表pp是一个二级指针变量。

5.1 二级指针的运用

二级指针的运用主要有如下两种：

*pp 通过对pp中的地址进⾏解引⽤，这样找到的是 p ， *pp 其实访问的就是 p.

int a = 10;   
*pp = &a;//等价于 p = &a;

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

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

六、指针数组

6.1指针数组的定义

在c语言中，我们常见到的数组有整型数组，字符数组
整型数组，存放的都是整型变量的数组
字符数组，存放的都是字符变量的数组
指针数组，存放的都是指针变量的数组

在这里插入图片描述

指针数组的每个元素都是⽤来存放地址（指针）的。
在这里插入图片描述

指针数组的每个元素是地址，⼜可以指向⼀块区域

6.2指针数组模拟二维数组

int main()
{ 
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };

	int* arr[] = { arr1,arr2,arr3 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("%d ",arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}