摘要:本章节在此基础上,对语言阶段指针进行更深层次的研究。数组指针的类型由数组类型决定,先找出数组的类型去掉名就是类型。相当于数组指针所指向数组的数组名。数组指针指向整个数组,将其看作二维数组并解引用得到一行的首元素,从而遍历访问。
我们在初阶时就已经接触过指针,了解了指针的相关内容,有:
- 指针定义:指针变量,用于存放地址。地址唯一对应一块内存空间。
- 指针大小:固定32位平台下占4个字节,64位8个字节。
- 指针类型:类型决定指针±整数的步长及指针解引用时访问的大小。
- 指针运算:指针解引用,指针±整数,指针-指针,指针关系运算。
本章节在此基础上,对C语言阶段指针进行更深层次的研究。
字符指针,存入字符的地址,类型为char *
char ch = "w";const char* pch = &ch;
这种很容易理解,就是指针解引用访问字符变量。
char* pc = "hello";printf("%s/n", pc);
这种是把字符串
"hello"
放进指针嘛?其实不然,类似于数组名,该指针存的是常量字符串
"hello"
的首字符的地址。通过对指针解引用访问首字符地址,从而找到整个字符串。
char* pc = "hello";printf("%c/n", *(pc + 1));//eprintf("%s/n", pc);//helloprintf("%s/n", pc + 1);//ello
字符串本质上还是在空间上连续存放,所以指针±整数同样有访问的效果。由此也可以看出
%s
的用法,把地址给%s
会将其后的内容看作字符串并打印直到/0
。(所以我猜测%s的s是string的意思)
例题
char str1[] = "hello bit";char str2[] = "hello bit";char* str3 = "hello bit";char* str4 = "hello bit";if (str1 == str2) printf("str1 = str2/n");//1else printf("str1 != str2/n");//2if (str3 == str4) printf("str3 = str4/n");//3else printf("str3 != str4/n");//4
str1(3)==str2(4)
,比较的是二者其实位置地址是否相同。(地址才是真正判断二者是否相同的要素)
答案是2和3。因为1和2是用字符串初始化数组,3和4是指针指向常量字符串。
- str1和str2是普通的数组,是在内存上开辟了两块空间不过存放了一样的数据。
- str3和str4指向常量字符串,存放在内存的常量区,是不可被修改且具有唯一性即常量区只存放一个。所以str3和str4指向的都是同一个字符串。
常量区的存储特点:存放在常量区的数据不可被修改,正因为不可修改所以存一份就够了。后期如果需要,使用的是同一数据。(数据还是同一个数据,只是用不同的指针维护)
总结
int arr[10];//整型数组char ch[5];//字符数组float f[20];//浮点型数组
可见,元素类型也就是数组的“类型”。
char* pch[5];int* parr[10];float* pf[20];
指针数组就是存放指针的数组。
int arr[10];int* arr[10];
整型数组的数组名arr
,即首元素地址,是一级指针。
指针数组的数组名parr
,也是首元素地址,不过其首元素为int*
类型变量,所以parr
就是二级指针。
int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };int* parr[] = { arr1,arr2,arr3 };for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 5; j++) { //1. printf("%d ", parr[i][j]); //2. printf("%d ", *(*(parr + i) + j)); } printf("/n");}//答案1 2 3 4 52 3 4 5 63 4 5 6 7ps:parr[i] <==> *(parr+i) *(parr[i]+j) <==> *(*(parr+i)+j) <==> (*parr+i)[j] <==> parr[i][j]
通过指针数组访问整型数组的每个元素。
parr[i][j]
和*(*(parr+i)+j)
本质上是等价的。
const char* pch[] = { "abcde", "bcdef", "cdefg" };for (int i = 0; i < 3; i++) { //1. printf("%s", pch[i]); //2. printf("%s", *(pch + i)); for (int j = 0; j < 5; j++) { //3. printf("%c", pch[i][j]); //4. printf("%c", *(*(pch + i) + j)); } printf("/n");}
打印字符串使用
%s
更简单,若要使用%c
,就是得到每个字符串的起始地址,分别向后访问。
从这里也可以看出数组和指针的关系,我愿称之为*
和[]
的爱恨情仇!
由前面的例子,不难得出,数组指针是指向数组的指针,是指针而非数组。
char ch = "w";char* pch = &ch;//字符地址存放在字符指针中int a = 10;int* pint = &a;//整型地址存放在整型指针中float f = 0.0;float* pf = &f;//浮点型地址存放在浮点型指针中
什么变量的地址存放在什么指针中。指针指向变量的类型,决定了指针的类型。顾名思义,数组指针指向的是数组。
递推可得,数组的地址存放在数组指针中。且数组指针的类型为数组的类型再加个*
。
下面那种定义方法是对的呢?
int arr[10] = { 0 };//1.int* pa = arr;//2.&arr;//整个数组的地址int* parr = &arr;//3.int* parr[10] = &arr;//4.int(*parr)[10] = &arr;
- 取出的是首元素的地址,而非整个数组的地址
- 整型指针应存放整型变量的地址,数组的地址无法存入整型指针中。
[]
的优先级比*
高,故parr
先与[]
结合成数组名,所以parr
是个指针数组。
数组指针的类型由数组类型决定,先找出数组的类型int[10]
(去掉名就是类型)。且不能让[]
先与parr
结合,所以用()
先将parr
和*
结合,即成int(*parr)[10]
。
C语言规定
[]
必须再最后面,所以不可写成int[10](*parr)
。
int* parr[10];//指针数组int(*parr)[10];//数组指针
我们前面强调过,去掉名字就是类型。所以int[10]
是整型数组的类型,int*[10]
是指针数组的类型,int(*)[10]
是数组指针的类型。
之前介绍过不止一遍,所以这次只说重点。
指针类型决定了指针±整数的步长。
//首元素地址+1printf("%p/n", arr);//0073FCA4printf("%p/n", arr + 1);//0073FCA8//整个数组地址+1printf("%p/n", &arr);//0073FCA4printf("%p/n", &arr + 1);//0073FCCC
int(*)[10]
型指针+1,向后访问了 i n t × 10 int×10 int×10即40个字节。
sizeof(arr)
也代表整个数组,现在去理解为什么sizeof
里数组名代表的是整个数组呢?数组这种结构保存了数组的大小,sizeof
求所占空间的长度,那自然要严谨一些了。
遍历数组,使用数组或是指针作形参接收就行了。且所谓的用数组接收仅是理解层面,本质上都是指针。
void Print1(int arr[], int sz) { for (int i = 0; i < sz; i++) { //printf("%d ", arr[i]); printf("%d ", *(arr + i)); }}void Print2(int* arr, int sz) { for (int i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); //printf("%d ", *(arr + i)); }}int main() { int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); Print1(arr, sz); Print2(arr, sz); return 0;}
数组作实参,用数组或指针接收即可。数组指针使用对了很好用,但如果随便用可能会很别扭。下面先介绍强行使用数组指针的用法。
//错误示范void Print3(int(*pa)[10], int sz) { for (int i = 0; i < sz; i++) { //printf("%d ", pa[i]); printf("%d ", *(pa + i)); }}
将整个数组地址传过去,则用数组指针接收,然后呢,直接对
pa
解引用吗?
结果显然是错误的,从结果中也可以看出打印的是十进制下的地址,+1跳过40个字节。
这里笔者在学习的时候产生了个疑问,传过去数组的地址,为什么解一层引用后还是地址呢?
&arr
解引用*
后相当于找到首元素的地址,可以理解为&
和*
相互抵消只剩下arr
不就是首元素的地址嘛~
void Print4(int(*pa)[10], int sz) { for (int i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", *(*(pa)+j)); }}
倘若我们把一维数组看作是二维数组第一行。由于二维数组在内存中是连续存放的,我们只打印二维数组的第一行,便可以避免上面的错误。
style=“zoom:80%;” />
*(pa)
相当于数组指针所指向数组的数组名。数组指针指向整个数组,将其看作二维数组并解引用得到一行的首元素,从而遍历访问。
从上面的例子也可以看出,用数组指针访问二维数组时,效果便不错。
//二维数组传参,用二维数组接收void Print1(int arr[3][5], int r, int c) { for (int i = 0; i < r; i++) { for (int j = 0; j < c; j++) { //printf("%d ", arr[i][j]); printf("%d ", *(*(arr + i) + j)); } printf("/n"); }}
上面的例子,是正常二维数组传参,二维数组接收的情况。下面我们用数组指针接收。
//二维数组传参,用数组指针接收void Print2(int(*pa)[5], int r, int c) { for (int i = 0; i < r; i++) { for (int j = 0; j < c; j++) { //1. printf("%d ", pa[i][j]); //2. printf("%d ", *(*(pa + i) + j)); } printf("/n"); }}int main(){ int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7 }; Print2(arr, 3, 5);//二维数组首元素是首行 return 0;}
int(*p)[5]
,指向首行这个“一维数组”。(传参穿的是数组名)
- 用二维数组和数组指针接收的都是首行地址。
- 数组指针的类型
int(*)[5]
,和二维数组首元素地址的类型相同。
故可得,二维数组首元素地址和数组指针是等价的,即数组指针pa
就是数组名。
二维数组首元素为其首行,相当于一个一维数组,该一维数组的地址类型为int(*)[5]
。且实参为二维数组名,降级为指向首行的指针,所以它是数组指针,类型为int(*)[5]
。
数组指针指向二维数组,才是使用数组指针的正确示范。
下列示例分别是什么?
//1.int arr[5];//2.int *pa1[5];//3.int (*pa2)[10];//4.int (*pa3[10])[5];
*
靠左靠右无所谓,pa1
先和[]
结合为数组,剩下int*
为数组元素类型。
(*pa2)
,*
先和pa2
结合为指针,剩下int[10]
,指向的是元素个数为10的整型数组。
pa3
先和[10]
结合为数组,剩下int(*)[5]
是指向数组的指针为数组的元素。所以是个元素个数为10的数组指针数组。逆向思考,有整型数组
arr[5]
和指向该数组的类型为int(*)[5]
的数组指针,还有数组指针数组pa3[10]
用于存放该数组指针。
[]
结合为数组,只去掉数组名就是数组类型,去掉[n]
和数组名便是其元素的类型。*
结合为指针,只去掉指针名就是指针类型,去掉*
和指针名便是指向的变量的类型。
实践之中不免会碰到数组和指针作函数参数而如何设计形参的问题。
一维数组传参,下列接收方式是否可行呢?
//1.void test(int arr[]) {}//2.void test(int arr[10]) {}//3.void test(int* arr) {}int main(){ int arr[10] = { 0 }; test(arr); return 0;}
数组传参数组接收,可行但其实都会降级优化成指针,编译器不会真正创建一个数组。
由于形参数组形同虚设,所以数组大小无意义,任意大小或无。(有歧义)
数组传参本质就是首元素地址,首元素类型为int
,所以指针的类型为int*
。
所以可以看出
[]
和*()
是等价的。我愿称之为*
和[]
的爱恨情仇!(‐^▽^‐)
//1.void test2(int* arr[2]){}//2.void test2(int** arr) {}int main(){ int* arr2[10] = { 0 }; test2(arr2); return 0;}
指针数组,每个元素类型为int*
,故用二级指针接收数组名。
一维数组传参,数组和指针接收。
//1.void test(int arr[3][5]) {}//2.void test(int arr[][]){}//3.void test(int arr[][5]){}int main() { int arr[3][5] = { 0 }; test(arr)
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