再议 C 语言中的指针与数组（4）
- 2019 年 10 月 4 日
- 筆記
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再议 C 语言中的指针与数组（4）
一 概述
前面的文章中，回顾了 C 语言中的指针，对指针有了一个比较初步的了解。在本文中，结合数组，再次对指针进行回顾。
二 数组与指针
在 C 语言中，指向数组的指针是比较常见的，也是非常方便和适用的。
2.1 指向数组的指针
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ int a[10] = {1,2,3,4,6,5,7,8,9,0}; int *p; // p = a; p = &a[0]; for (int i = 0; i < 10; i++){ printf("%dt",*p); p++; } return 0; } // 1 2 3 4 6 5 7 8 9 0
本例中，指针变量 p 指向了数组 a[10]，并演示了通过指针遍历数组的常规方法。 我们可以直接通过数组名直接将指针指向该数组的第一个元素，“p = a;” 和 “p = &a[10];”这两行代码在本质上是等价的。需要注意的是：通过这种方式使指针指向整个数组，数组名前面不能再使用运算符 &。 若指针指向数组的某一元素，运算符 & 不能省略。
2.2 指向复合常量的指针
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ int *p = (int []){1,2,3,4,6,5,7,8,9,0}; for (int i = 0; i < 10; i++){ printf("%dt",*p); p++; } return 0; } //1 2 3 4 6 5 7 8 9 0
本例声明并初始化了一个没有名称的数组。 通过这种方式，我们不需要先声明一个数组，然后再用指针指向数组的第一个元素。 在某些场景中，这个特性使用起来比较方便。 这是 C99 的一个特性。 另外， 在本例的 for 循环体，声明并初始化了 i, 这也是 C99 的一个特性，需要注意一下。
可以声明匿名数组的长度。
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ int *p = (int [10]){1,2,3,4,6,5,7,8,9,0}; for (int i = 0; i < 10; i++){ printf("%dt",*p); p++; } return 0; }
2.3 通过指针对数组进行操作
通过指针也可以很方便、高效地对数组进行操作，请看以下例子：
# include<stdio.h> # define N 10 int main(int argc,char *argv[]){ int a[N]; int *p; for (p = a; p < a + N; p++){ printf("Please input a[%d]:",p - a); scanf("%d",p); } for (p = a; p < a + N; p++){ printf("a[%d] = %d;t ", p - a, *p); } printf("n"); return 0; } /* Please input a[0]:1 Please input a[1]:2 Please input a[2]:3 Please input a[3]:4 Please input a[4]:5 Please input a[5]:66 Please input a[6]:7 Please input a[7]:7 Please input a[8]:8 Please input a[9]:9 a[0] = 1; a[1] = 2; a[2] = 3; a[3] = 4; a[4] = 5; a[5] = 66; a[6] = 7; a[7] = 7; a[8] = 8; a[9] = 9; */
这个例子展示了通过操作指针对数组进行赋值，并通过指针的移动完成对数组的遍历。例子中使用了两个指针相减的方式确定了数组下标。使用指针操作对数组进行赋值或遍历的过程中，在操作开始之前需要将指针复位，指向数组的第一个元素。这个操作必不可少，否则将出错。
2.4 指针与数组在函数定义中的使用
在函数定义时，数组可以使用指针或显示声明来定义形式参数。
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ unsigned int array[] = {3,5,6,7,1,2,0}, len; int find_max(unsigned int [], int n); len = sizeof array / sizeof array[0]; printf("%dn",find_max(array,len)); return 0; } int find_max(unsigned int a[], int n){ int max = 0; for (int i = 0; i < n; i++){ if ( a[i] > max) max = a[i]; } return max; } // 7
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ unsigned int array[] = {3,5,6,7,1,2,0}, len; int find_max(unsigned int [], int n); // int find_max(unsigned int *, int n); len = sizeof array / sizeof array[0]; printf("%dn",find_max(array,len)); return 0; } int find_max(unsigned int *a, int n){ int max = 0; for (int i = 0; i < n; i++){ if ( a[i] > max) max = a[i]; } return max; } // 7
在以上2段代码中，写法不一样，但执行效果却一致。事实上数组作为形参时，是以指针进行传递的。也就是说，对于形参而言，声明为数组与声明为指针是一样的，但是对于变量来说，声明为数组与声明为指针是不一样的。指定长度的数组会导致编译器预留指定数据类型长度的空间，申明为指针会导致编译器为指针变量分配空间。
2.5 多维数组与指针
使用指针遍历多维数组：
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ int *p, array[2][3] = {{12,43,11},{10,56,89}}; for (p = &array[0][0]; p <= &array[1][2]; p++) printf("array[%d][%d]: %dn",(p - &array[0][0])/3, (p - &array[0][0])%3, *p); return 0; } /* array[0][0]: 12 array[0][1]: 43 array[0][2]: 11 array[1][0]: 10 array[1][1]: 56 array[1][2]: 89 */
以上代码等价于：
# include<stdio.h> int main(int argc,char *argv[]){ int *p, array[2][3] = {{12,43,11},{10,56,89}}; for (p = array[0]; p <= &array[1][2]; p++) printf("array[%d][%d]: %dn",(p - &array[0][0])/3, (p - &array[0][0])%3, *p); return 0; }
对比以上两端代码，乍一看，并没有什么差异！举着个例子的重点在第四行的 “p = &array[0][0]” 和 “p = array[0]”。通过这两行代码，不难看出：二维数组中，指针 p 不是指向 array[0][0] 的指针，而是指向 array[0] 的指针。
多维数组是不能以数组名直接作为指针指向的对象，需要稍微做一些调整才能使用数组名作为指针。在 C 语言中，多维数组实际上就是以一维数组来进行处理的。结合上面的例子，C 语言把 array 当作一维数组来进行处理，而这个一维数组的美一个元素又是一个一维数组。由此，可以推广到多维数组。
那么，在多维数组内是否可以直接以数组名为作为指针呢？请看以下例子：
# include<stdio.h> # define ROWS 2 # define COLS 3 int main(int argc,char *argv[]){ int *p, array[ROWS][COLS] = {{12,43,11},{10,56,89}}; for (p = *array; p < *array + (ROWS * COLS); p++) printf("array[%d][%d]: %dn",(p - *array) / COLS, (p - *array) % COLS, *p); return 0; } /* array[0][0]: 12 array[0][1]: 43 array[0][2]: 11 array[1][0]: 10 array[1][1]: 56 array[1][2]: 89 */
在这一代码片段中，将指针变量 p 指向一个指针类型的数组。也就是说，指针变量 p 指向了一个数组，这个数组的全部元素均为指针。简而言之，指针变量 p 是指向指针数组的指针。
三 总结
3.1 在 C 语言中，指针与数组关系密切，既有联系又有区别。在实际的使用过程中要特别谨慎。
3.2 指针是 C 语言中的精华。作为一名 C 语言学习者，指针虽然比较坑，但是这个是无法逃避的，必须花大量的时间与精力去学习与理解。
3.3 指针常常会与数组发生关联，对指针的理解必须透彻。
3.4 鉴于笔者水平，文中可能存在若干谬误，希望大家能帮忙指出，谢谢！
