C指针4：数组指针（指向数组的指针）

先明确两个概念：（1和2是两个完全不一样的东西）

1、数组指针：如果一个指针指向了数组（该数组就是普通定义的数组），我们就称它为数组指针（Array Pointer）。（1强调的是指针）

2、指针数组：数组中每个元素都是指针。（2强调的数组）

数组（Ariraayn）是一'm系列具有i相同类型的数据的集合，每一份数据叫做一个数组元素（Element）。数组中的所有元素在内存中是连续排列的，整个数组占用的是一块内存。以int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };为例，该数组在内存中的分布如下图所示：

定义数组时，要给出数组名和数组长度，数组名可以认为是一个指针，它指向数组的第 0 个元素。在C语言中，我们将第 0 个元素的地址称为数组的首地址。以上面的数组为例，下图是 arr 的指向：

PS：数组名的本意是表示整个数组，也就是表示多份数据的集合，但在使用过程中经常会转换为指向数组第 0 个元素的指针，所以上面使用了“认为”一词，表示数组名和数组首地址并不总是等价。初学者可以暂时忽略这个细节，把数组名当做指向第 0 个元素的指针使用即可，将在这两篇博客中讲解区别：数组和指针绝不等价，数组是另外一种类型，数组到底在什么时候会转换为指针。

下面的例子演示了如何以指针的方式遍历数组元素：

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main()
{int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };//用来求数组的长度，sizeof(arr) 会获得整个数组所占用的字节数，sizeof(int) 会获得一个数组元素所占用的字节数，它们相除的结果就是数组包含的元素个数，也即数组长度int len = sizeof(arr) / sizeof(int); //求数组长度//用来求数组的长度cout << "len:"<<len << endl;cout << "arr=:" << arr << endl;printf("arr = %#X", arr);int i;for (i = 0; i<len; i++) {//arr 是数组名，指向数组的第 0 个元素，表示数组首地址， arr+i 指向数组的第 i 个元素，*(arr+i) 表示取第 i 个元素的数据，它等价于 arr[i]printf("%d  ", *(arr + i)); //*(arr+i)等价于arr[i]//arr是首地址，可以加是因为数组是连续的。//arr 是int*类型的指针，每次加 1 时它自身的值会增加 sizeof(int)，加 i 时自身的值会增加 sizeof(int) * i}printf("\n");return 0;
}

结果如下：

我们也可以定义一个指向数组的指针，例如：

int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };
int *p = arr;//定义指针p。p是一个指向 int 类型数据的指针变量。在定义指针变量 p的同时对它进行初始化，并将arr的地址赋予它，此时 p就指向了arr即数组的首地址。

arr 本身就是一个指针，可以直接赋值给指针变量 p。arr 是数组第 0 个元素的地址，所以int *p = arr;也可以写作int *p = &arr[0];。也就是说，arr、p、&arr[0] 这三种写法都是等价的，它们都指向数组第 0 个元素，或者说指向数组的开头。

但是此处再次说明一下：arr 本身就是一个指针”这种表述并不准确，严格来说应该是“arr 被转换成了一个指针”。

数组指针指向的是数组中的一个具体元素，而不是整个数组，所以数组指针的类型和数组元素的类型有关，上面的例子中，p 指向的数组元素是 int 类型，所以 p 的类型必须也是int *。

反过来想，p 并不知道它指向的是一个数组，p 只知道它指向的是一个整数，究竟如何使用 p 取决于程序员的编码。(在上边对p进行初始化为arr，是不是就确定他指向的是首个元素了？答：是的但是他任然是一个变量，因为我们可以随时改变他的指向。)下边将上边的例子进行更改使用数组指针来遍历数组元素。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);//p是地址，只是一个指向int类型的指针for (i = 0; i<len; i++){printf("%d  ", *(p + i));//*(p+i)是取值}printf("\n");return 0;
}

输出结果：

数组在内存中只是数组元素的简单排列，没有开始和结束标志，在求数组的长度时不能使用sizeof(p) / sizeof(int)，因为 p 只是一个指向 int 类型的指针，编译器并不知道它指向的到底是一个整数还是一系列整数（数组），所以 sizeof(p) 求得的是 p 这个指针变量本身所占用的字节数，而不是整个数组占用的字节数。

也就是说，根据数组指针不能逆推出整个数组元素的个数，以及数组从哪里开始、到哪里结束等信息。不像字符串，数组本身也没有特定的结束标志，如果不知道数组的长度，那么就无法遍历整个数组。

上节我们讲到，对指针变量进行加法和减法运算时，是根据数据类型的长度来计算的。如果一个指针变量 p 指向了数组的开头，那么 p+i 就指向数组的第 i 个元素；如果 p 指向了数组的第 n 个元素，那么 p+i 就是指向第 n+i 个元素；而不管 p 指向了数组的第几个元素，p+1 总是指向下一个元素，p-1 也总是指向上一个元素。

更改上面的代码，让 p 指向数组中的第三个元素：（注意数组下标从0开始，第三个元素就是700）

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };int *p = &arr[3];  //也可以写作 int *p = arr + 2;cout << "*p=:" <<*p<< endl;printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", *(p - 3), *(p - 2), *(p -1), *p, *(p + 1));return 0;
}

结果是：

引入数组指针后，我们就有两种方案来访问数组元素了，一种是使用下标，另外一种是使用指针。

第一种：

1) 使用下标

也就是采用 arr[i] 的形式访问数组元素。如果 p 是指向数组 arr 的指针，那么也可以使用 p[i] 来访问数组元素，它等价于 arr[i]。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);//p是地址，只是一个指向int类型的指针for (i = 0; i<len; i++){printf("%d  ", *(p + i));//*(p+i)是取值//cout << "p[" << i << "]=:" << *p[i] << endl;//这样是错的cout << "p[" << i << "]=:" << p[i] << endl;//规定 地址[i] 这样的形式就是取相应的元素。}printf("\n");return 0;
}

结果输出：（上述使用到了一个规定地址[i] 这样的形式就是取对应i的元素。数组元素的访问形式可以看做 address[offset]，address 为起始地址，offset 为偏移量：c1 = str[4]表示以地址 str 为起点，向后偏移4个字符，c5 = (str+1)[5]表示以地址 str+1 为起点，向后偏移5个字符，等价于str[6]）

比如：

char str[20] = {0};//str+2 表示指向第 2 个元素，(str+2)[2] 相当于 *(str+2+2)，也就是取得第 4 个元素的值。

第二种：

2) 使用指针

也就是使用 *(p+i) 的形式访问数组元素。另外数组名本身也是指针，也可以使用 *(arr+i) 来访问数组元素，它等价于 *(p+i)。

例子如上。

更改上面的代码，借助自增运算符来遍历数组元素：

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int arr[] = { 9, 1, 10, 700, 93 };对于数组 arr，它的类型是int [],表示这是一个拥有多少个 int 数据的集合，int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);//p是地址，只是一个指向int类型的指针；对于指针变量 p，它的类型是int *；for (i = 0; i<len; i++){printf("%d  ", *p++);//自增运算符来遍历数组元素}printf("\n");return 0;
}

输出结果：

上述代码中*p++ 应该理解为 *(p++)，每次循环都会改变 p 的值（p++ 使得 p 自身的值增加），以使 p 指向下一个数组元素。该语句不能写为 *arr++，因为 arr 是常量，而 arr++ 会改变它的值，这显然是错误的。（为什么arr是常量，而p是变量，上边已经对p初始化了啊？初始化为arr，不是确定指向第一个元素吗？答：是的但是我们可以改变它的指向，所以它就是一个变量，指针变量。）

总结：

假设 p 是指向数组 arr 中第 n 个元素的指针，那么 *p++、*++p、(*p)++ 分别是什么意思呢？

（1）*p++ 等价于 *(p++)，表示先取得第 n 个元素的值，再将 p 指向下一个元素，上面已经进行了详细讲解。

（2）*++p 等价于 *(++p)，会先进行 ++p 运算，使得 p 的值增加，指向下一个元素，整体上相当于 *(p+1)，所以会获得第 n+1 个数组元素的值。

（3）(*p)++ 就非常简单了，会先取得第 n 个元素的值，再对该元素的值加 1。假设 p 指向第 0 个元素，并且第 0 个元素的值为 8，执行完该语句后，第 0 个元素的值就会变为 9。

参考：C语言中文网

数据集合包含了多份数据，直接使用一个集合没有明确的含义，将数组名转换为指向数组的指针后，可以很容易地访问其中的任何一份数据，使用时的语义更加明确。
C语言标准规定，当数组名作为数组定义的标识符（也就是定义或声明数组时）、sizeof 或 & 的操作数时，它才表示整个数组本身，在其他的表达式中，数组名会被转换为指向第 0 个元素的指针（地址）。

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