指针详解（三）

news2024/9/21 10:32:22

1. 数组名

2. 使用指针访问数组

3. 一维数组传参的本质

4. 冒泡排序

5. 二级指针

6. 指针数组

7. 指针数组模拟二维数组

1. 数组名

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];//&arr[0]的方式拿到了数组第一个元素的地址，但其实数组名本来就是地址，而且是数组首元素的地址

我们可以通过测试来证明：

#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;
}

所以，数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址

注意：数组名是数组首元素(第一个元素)的地址，但是有两个例外

如果arr是数组首元素的地址，那下面输出应该的应该是4/8才对

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//40
    printf("%d\n", sizeof(arr));
    return 0;
}

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

但是从打印结果似乎没差别

#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;
}

那么请测试如下代码

#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[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;
}

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（int类型）
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

2. 使用指针访问数组

#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;
}

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，同样，p[i]是也可以访问数组

#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]);//p[i]==*(p+i)
    }
    return 0;
}

结论：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) ，arr[ i ] 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

3. 一维数组传参的本质

在函数外部计算数组的元素个数，那我们是否可以把函数传给一个函数后求解函数内部求数组的元素个数

#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);             //10
    test(arr);                             //1
    return 0;
}

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首元素的地址，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）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

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

4. 冒泡排序

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++)   //循环sz-1次 每次选出最大值排到后面
    {
        int j = 0;
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j] > arr[j+1])   //交换
            {
                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);
    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);
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

5. 二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，通过二级指针来存储指针变量的地址

// *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 == pa ,然后对 pa 进行解引用操作： *pa == a
**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;

6. 指针数组

存放指针的数组

指针数组的每个元素都是用来存放地址指针数组的每个元素是地址，又可以指向一块区域

7. 指针数组模拟二维数组

#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]);//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
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}