1. 指针的算术运算

1.1 概述

1.2 C语言支持的算术运算类型

2. 指针的比较

3. 指针用于数组处理

4. 数组名与指针

4.1 用数组名作指针

4.2 数组取下标操作

4.3 惯用法

4.4 数组型实际参数

4.5 用指针作数组名

5. 指针和多维数组

5.1 正确理解二维数组的数组名

5.1.1 数组名可以被解释为指向数组第一个元素的指针

5.1.2 如果p指向对象x，那么*p就是对象x

5.1.3 如果x 是对象，那么&x得到指向该对象的指针

5.1.4 指针的算术计算以其指向的对象类型为单位

5.2 二维数组的降维处理

1. 指针的算术运算

1.1 概述

当指针指向数组元素时，C语言允许对指针进行算术运算（加法和减法）。通过这种运算可以用指针代替数组下标对数组进行访问

1.2 C语言支持的算术运算类型

C语言只支持3种格式的指针算术运算

① 指针加上整数

p 指向a[i]，p + j 指向a[i + j]

② 指针减去整数

p 指向a[i]，p - j 指向a[i - j]

③ 两个指针相减

当两个指针相减时，结果为指针之间的距离（用数组元素的个数来度量）

显然，只有两个指针指向同一个数组时，把他们相减才有意义

说明：这里需要强调，C语言只支持这3种运算，其余均报错。请看如下示例，

由于不能将两个指针相加，上述方法是不能取得数组中间位置元素的。需要做如下改进，

2. 指针的比较

只有在两个指针指向同一数组时，用关系运算符进行的指针比较才有意义，一般用于for循环遍历数组时

3. 指针用于数组处理

在用指针处理数组元素的语句中经常组合使用*（间接寻址）运算符和++运算符

表达式	含义
p++ 或 (p++)	自增前表达式的值是*p，以后再自增p
(*p)++	自增前表达式的值是p，以后再自增p
++p 或 (++p)	先自增p，自增后表达式的值是*p
++p 或 ++(p)	先自增p，自增后表达式的值是p

4. 数组名与指针

4.1 用数组名作指针

可以用数组名作为指向数组第一个元素的指针

说明1：数组名被解释为指针常量，本质是因为系统没有为数组名分配存储空间。所以如下的代码是错误的，

int a[10];
++a; // 错误!!!

说明2：从技术上说，数组的名字不是指针，C语言编译器会在需要的时候（表达式中的数组名）把数组名转换为指针

区别示例：对数组名用sizeof运算符和对指针用sizeof运算符

4.2 数组取下标操作

通常情况下，a + i 等同于&a[i]，*(a + i)等价于a[i]

说明：数组的取下标操作可以看成是指针算术运算的一种形式，所以a[i] 和i[a] 是一样的

// 中间转换，像普通加法一样，指针和整数相加也是可交换的
a[i] <---> *(a + i) <---> *(i + a) <---> i[a]

4.3 惯用法

for (p = a; p < a + N; ++p)sum += *p;

4.4 数组型实际参数

数组型实际参数的关键是没有复制数组本身

① 给函数传递数组所需的时间与数组的大小无关（因为只传递了地址值）

② 可以把数组型形式参数声明为指针

int find_largest(int a[], int n);
int find_largest(int *a, int n);

特别注意：对于形式参数，声明为数组跟声明为指针是一样的，但是对变量而言，声明为数组跟声明为指针是不同的，示例如下，

int a[10];
int *a;

③ 可以给形式参数为数组的函数传递数组的"片段"，所谓片段是指连续的数组元素组成的序列。也就是说，在find_largest函数中，第一个参数指定的是要处理的数组元素的起始地址，第二个参数指定的是要处理的数组元素个数

4.5 用指针作数组名

int a[10];
int *p = a;p[1] = 0;

本质：数组取下标只是一种地址计算方式

5. 指针和多维数组

5.1 正确理解二维数组的数组名

设有int a[NUM_ROWS][NUM_COLS];

我们结合上一章节中总结的指针变量4句圣经来解释二维数组的数组名

5.1.1 数组名可以被解释为指向数组第一个元素的指针

二维数组的元素是一维数组，所以二维数组名指向二维数组的第一行。其指针基类型为int (*)[NUM_COLS]，在对其进行算术运算时，单位为一行

5.1.2 如果p指向对象x，那么*p就是对象x

因为二维数组的数组名a 指向其中的第一个一维数组，即指向第一行。所以*a 就是第一行这个一维数组，又因为一位数组名解释为指向其第一个元素的指针，所以*a 的类型为int *。考虑到*(a + i) 和a[i] 都是等价的地址计算方式，所以*(a + i) 和a[i] 均表示第i 行一维数组，类型均为int *

实验时间：为什么说*a 就是一维数组而不是一个简单的指针变量?

我们通过sizeof 运算符作用于数组名和指针变量时的不同行为来验证

sizeof(*a) 的结果是12 而不是4，正说明*a 表示的是一个一维数组名，而不是一个简单指针

5.1.3 如果x 是对象，那么&x得到指向该对象的指针

因为*(a + i) 和a[i] 均表示第i 行一维数组，所以&*(a + i) 和&a[i] 均为指向第i 行一维数组的指针，其类型为int (*) [NUM_COL]

5.1.4 指针的算术计算以其指向的对象类型为单位

a：指向二维数组的第一行一维数组，类型int (*)[NUM_COLS]

a[0] 或*a：指向第一行一维数组的第一个元素，类型为int *

在进行算术计算时， a + 1 越过一行，而a[0] + 1 越过一个int 型数据

5.2 二维数组的降维处理

处理一维数组的函数也可以处理二维数组的一行，进而扩展了这类函数的使用范围

设有int find_largest(int *a, int n)函数，用于求得一维数组中的最大元素，如果想求二维数组中的最大元素，可做如下调用，

find_largest(*a, NUM_ROWS * NUM_COLS);

本质：*a指针类型为int *

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