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前言

前面我们基本了解了C语言指针的概念，也初步开启了指针的用处，这期我们主要围绕数
组展开，也就是用指针来进一步理解数组，话不多说，正文开始；

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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[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	printf("arr[0] = %p\n", &arr[0]);
	printf("arr = %p", 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？

int main()
{
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));
	return 0;
}

运行结果

如果arr是数组⾸元素的地址，那输出应该的应该是4或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：

int main()
{
	int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	printf("arr    = %p\n", arr);
	printf("arr[0] = %p\n", &arr[0]);
	printf("&arr   = %p\n", &arr);
	return 0;
}

这不是一样的吗？长得一样不代表就一样，就如人一样，那到底有什么区别呢：

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);  //数组地址+1
	
	printf("arr        = %p\n", arr);
	printf("arr + 1    = %p\n", arr + 1);   //数组首元素地址+1
	return 0;
}

首先，我们知道，&arr[0]与arr都表示数组首元素的地址，他们+1，就是跳过一个数组元素，也就是跳过了一个int，那数组地址&arr+1跳过了什么呢？
我们来看看结果：

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。
首先，在讲这个之前，我们要知道，为什么我们可以用指针来访问数组？
答案是数组是连续的，如果数组不是连续的，我们采用首元素地址加1的办法无法找到下个元素，也就无法实现访问数组；

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

	//输出
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d\n", *(p + i));
	}

	return 0;
}

运行结果：

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？
我们来试试：

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

	//输出
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d\n", 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。

我们在这里可以给大家做出一些扩展：

我们现在知道*(arr+i)等价于arr[i],而加法有交换律也就是*(i+arr),那么是不是也就可以写成i[arr],答案是可以的：
这是因为’[ ]'是下标引用操作符，只是一种符号，不管怎么写最终都会转化为：*(arr+i)

在这里，我们来总结一下数组和指针的区别与联系：

1. 数组就是数组，是一块连续的空间（与数组的大小，数组元素的个数、类型都有关系
2. 指针（变量）就是指针（变量），是一个变量(4/8个字节）
3. 数组名是地址，是首元素的地址
4. 可以使用指针来访问数组

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？

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;
}

我们看看结果如何（×86环境）：

我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数。
为什么？我们来调试看看：

我们看到，进入函数的sz2并没有得出数组的长度10，而是1；这就是原因，我来解释一下为什么会这样：

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;
• 数组传参的本质是传递了数组首元素的地址，所以形访问的数组和实参的数组是同一个数组;
• 但是形参的数组是不会单独再创建数组空间的，所以形参是可以省略掉数组大小的.

四、冒泡排序

冒泡排序的核⼼思想就是：两两相邻的元素进⾏⽐较

void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	//趟数
	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 tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}

		}
	}
}

void print_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 1; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

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

	return 0;
}

结果如下：

我们其实不难发现，冒泡排序其实有很尴尬的时候：
如果我们是这样的数组：9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 那我们在排序的时候还是要进行9次循环，是不是不太合适；
我们可以优化一下：

void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	int flag = 1;  //假设已经有序
	//趟数
	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 tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
				flag = 0;
			}

		}
		if (flag == 1)
		{
			break;
		}
	}
}

void print_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 1; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

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

	return 0;
}

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？

我们对于二级指针int ** ppa,我们应该怎么去理解他呢：

对于⼆级指针的运算有：

• 指针加一个整数：前面说的的一级指针我们知道，它加整数的的结果是跳出几个字节，跳出几个字节取决于指针指向的类型是多少字节，int类型是4字节，char类型是1字节；而这里的二级指针也是一样的，二级指针指向指针类型，而指针类型的大小取决于你的编译环境，×86就为4字节，×64就为8字节；

int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	int** ppa = &p;
	printf("p       = %p\n", p);
	printf("p  +  1 = %p\n", p + 1);

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

运行结果（×86）：

• *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;

六、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。

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;
这时候很多人问:有什么用？其实它可以用来模拟二维数组：

七、 指针数组模拟⼆维数组

我们用代码实现一下:

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 };

	//打印数组
	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;
}

运行结果如下：

这里的arr[i][j]可不是二维数组，我们应该这样去理解：

首先通过arri来找寻对应的数组首地址，这与数组名称的效果一致，再通过下标j来找寻对应元素；

其实arr[i][j]编译器会将其理解为：*(*(arr + i) + j)

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。

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总结

这篇文章我们主要讲了数组与指针的关系，用指针来加深我们对数组的理解，并讲到了数组与指针相结合的产物：数组指针；
下期见，前路漫漫，加油！

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