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《C语言程序设计现代方法》note-8 指针和数组的关系

news 来源：原创 2025/7/6 11:35:19

文章目录

- 助记提要
- 12章指针和数组
- - 12.1 指针的算术运算
  - 12.2 指针用于数组处理
  - - 结合使用`*`和`++`运算符
  - 12.3 数组名作为指针
  - - 数组名可以用作指针
    - 指针也可以当做数组名
    - 数组型实参
  - 12.4 指针和多维数组
  - - 处理每个元素
    - 处理行
    - 处理列
    - 多维数组名做指针
  - 12.5 指针和变长数组

助记提要

指针支持的算术运算及其含义；
*和++运算符结合的4种情况和含义；
数组名作为指针、指针做为数组名；
数组做为实参时的特点；
指向数组的指针的特性；
如何处理二维数组的行和列；
多维数组名做指针时的类型和特性；
什么是变量修改类型；

12章指针和数组

12.1 指针的算术运算

指针可以指向数组元素。&a[i]是指向数组a中元素i的指针。

int a[10], *p;
// 指向数组元素的指针
p = &a[2];
// 给数组元素赋值
*p = 4

指向数组元素的指针变量可以进行指针算术运算。

指针加上整数
得到新的指向后面元素的指针。
若p指向a[i]，则p+j指向a[i+j]。
指针减去整数
得到新的指向前面元素的指针。
若p指向a[i]，则p-j指向a[i-j]。
指针相减
得到指针的距离(用数组元素的个数衡量)。
若p指向a[i]，q指向a[j]，则p-q等于i-j。

指向数组元素的指针之间还可以进行比较，相当于把对应的数组元素的下标进行比较。

指针可以指向由复合字面量创建的数组：

int *p = (int []){3, 4, 0, 1, 3};

12.2 指针用于数组处理

指针变量重复自增，可以遍历数组中的元素。

// 对数组求和
int a[10], sum, *p;
...
sum = 0;
for (p = &a[0]; p < &a[10]; p++)sum += *p;

元素a[10]不存在，但是对它使用取地址运算符是合法的。之后也不会用到它的值。

结合使用`*`和`++`运算符

*和++两种运算符的结合方式有四种：

结合方式	含义
`p++`或`(p++)`	表达式的值是`*p`，之后`p`自增
`(*p)++`	表达式的值是`p`，之后`p`自增
`++p`或`(++p)`	先自增`p`，然后计算表达式的值是`*p`
`++p`或`++(p)`	先自增`p`，然后计算表达式的值是`p`

*的优先级低于++。

*和--运算符结合的情况和上面类似。

12.3 数组名作为指针

数组名可以用作指针

数组的名字可以作为指向数组的第一个元素的指针。

int a[10];
// 等价于 a[0] = 7;
*a = 7;
// 等价于 a[1] = 7;
*(a+1) = 12;

通常a+i等价于&a[i]，*(a+i)等价于a[i]。

*(a + i)等价于a[i]，而*(a + i)和*(i + a)是一样的，*(i + a)等价于i[a]。因此i[a]和a[i]的结果是一致的。但是不要这么写。

把数组名作为指针，可以简化指针和数组的操作：

// 改写数组求和
for (p = a; p < a + 10; p++)sum += *p

注意数组名可以用作指针，但是不可以给数组名赋新值。

// 错误操作
while (*a != 0)a++;// 正确处理
p = a;
while (*p != 0)p++

指针也可以当做数组名

数组名可以作为指针，进行指针的算术运算。
指针也可以看做数组名，进行取下标操作。

编译器会把p[i]看作*(p+i)。

数组型实参

数组名在传递给函数时，会被转换为指针。
这个特性会有以下重要结果：

由于数组实际参数传递给函数时，没有对本身进行复制，所以做为实际参数的数组是肯呢个被更改的；
函数传递数组的时间和数组大小无关；
数组型的形式参数a[]可以被声明为指针*a，编译器把这两类形参声明看做完全一样的。对数组a可进行的运算(算术运算和取下标)都是一样的。
利用指针，可以给接收数组的函数传递数组的片段。

注意声明为数组和声明为指针一样的情况仅限于形式参数。
因为变量在声明为数组时，会预留数组元素的空间；而声明为指针时，只会为指针变量分配空间。把指针变量做为数组使用会导致未知的影响。

12.4 指针和多维数组

处理每个元素

二维数组是按行主序存储的，因此可以通过自增指向元素的指针来遍历每一个元素。

有的编译器会进行越界检查，遍历完第一行后，指向元素的指针继续自增会报错。

处理行

指针指向二维数组的第i行的第一个元素：

// 指向i行的首元素
p = &a[i][0];
// 等价表达
p = a[i];

指向某行的首元素后，自增指针即可遍历该行所有元素。

处理列

由于数组不是按列存储的，按列处理比较难。

先定义一个指向长度为数组列数的整形数组的指针(*p)[10]。
注意必须使用圆括号，因为*p[10]会被当做指针数组，而不是指向数组的指针。

指向元素的指针，每次自增，会指向下一个元素；指向数组的指针，每次自增会指向下一个数组。

int main(){int int a[5][10] = {};int (*p)[10];p = a;// 元素之间的距离，指向元素的指针自增的距离printf("%d\n", &a[0][0]);printf("%d\n", &a[0][1]);// 指向数组的指针的自增的距离printf("%d\n", p);printf("%d\n", p+1);return 0;
}

指向整型元素的指针自增，地址增加值为4。而指向长度为10的整型数组的指针，每次自增，所表示的地址增加的值为40，即跳过了这个数组。

按列遍历数组的方式：

int a[5][10], (*p)[10], i;
...
for (p = &a[0]; p < &a[5]; p++)// *p表示某行，然后选取该行下标为i的元素(*p)[i] = 0;

多维数组名做指针

声明二维数组int a[5][10];。
作为指针时，C语言认为二维数组名a不是指向元素a[0][0]的指针，而是指向行a[0]的指针。
a的类型是int (*)[10]，指向长度为10的整型数组的指针。

测试二维数组名做指针的等价情况：

int main() {int a[5][10] = {};printf("a        %d\n", a);printf("&a       %d\n", &a);printf("a[0]     %d\n", a[0]);printf("&a[0]    %d\n", &a[0]);printf("&a[0]+1  %d\n", &a[0] + 1);printf("a+1      %d\n", a+1);printf("&a[1]    %d\n", &a[1]);printf("&a[0][0] %d\n", &a[0][0]);printf("&a[0][1] %d\n", &a[0][1]);
}

结果如下：

a        6421824
&a       6421824
a[0]     6421824
&a[0]    6421824a+1      6421864
&a[0]+1  6421864
&a[1]    6421864&a[0][0] 6421824
&a[0][1] 6421828

对于接收一维数组的函数int find_largest(int [], int n)，用于计算出一维数组中的最大值。第一个参数为一维整型数组(即指针)，第二个参数n为数组的元素数。

可以让这个函数把二维数组看做一维数组进行计算：

find_largest(a[0], 5*10);

注意不能写为find_largest(a, 5*10);。虽然a和a[0]指向同一位置，但是a是int (*)[10]类型，a[0]类型为int *。函数需要的实参类型是int *。

12.5 指针和变长数组

指针可以指向变长数组中的元素。
变长数组如果是多维的，指针类型取决于除第一维外的每一维的长度。

void f(int m, int n)
{int a[m][n], (*p)[n];p = a;...
}

p的类型依赖于n，把这样的情况称为变量修改类型。

注意下面的代码可以通过编译，但只有在m=n时才是正确的。当m不等于n时，会出现未定义的行为。

int a[m][n], (*p)[m];
p = a;

《C语言程序设计现代方法》note-8 指针和数组的关系

文章目录助记提要12章指针和数组12.1 指针的算术运算12.2 指针用于数组处理结合使用*和运算符 12.3 数组名作为指针数组名可以用作指针指针也可以当做数组名数组型实参 12.4 指针和多维数组处理每个元素处理行处理列多维数组名做指针 12.5 指针和变长数组助记提要指针支持…...

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编程日记 2025/6/30 8:24:14