关于指针数组与数组指针详解(知识点全面)
1.目录
1.指针数组
2.数组指针
2.它们的区别
1.指针数组
如果一个数组中的所有元素保存的都是指针,那么我们就称它为指针数组。其一般形式为:
数据类型 *数组名[常量表达式][常量表达式]...... ;
它是一个数组,数组的元素都是指针,数组占多少个字节由数组本身的大小决定,每个元素都是一个指针。
例如:char *arr[]={“Sunday”,“Monday”},存储了两个指针,第一个指针指向了字符串"Sunday",第二个指针指向了字符串"Monday",而sizeof(arr)=8,因为在32位平台,指针类型大小占4个字节。指针数组最重要的用途是对多个字符串进行处理操作,因为字符指针比二维数组更快更有效。
下面是个简单的例子
#include <stdio.h>
int main()
{//定义三个整型数组int a[5] = { 1,2,3,4,5 };int b[5] = { 6,4,8,3,1 };int c[5] = { 2,5,8,6,1 };//定义一个存放指向整型变量的指针的数组arrint* arr[] = { a,b,c };//通过接引用打印出三个一维数组的元素for (int i = 0; i < 3; i++){for (int j = 0; j < 5; j++){printf("%d ", *(arr[i]+j));}printf("\n");}return 0;
}
结果如下:
1 2 3 4 5
6 4 8 3 1
2 5 8 6 1
以上对arr解引用的方式有很多,它们都是等价的,我们来举个例子:
#include<stdio.h>
int main()
{int i = 0;int a[3][4] = { {1,2,3,4} ,{5,6,7,8} ,{9,10,11,12} };//定义一个二维数组int* pa[3];//定义一个指针数组for (i = 0; i < 3; i++)//给指针数组赋值pa[i] = a[i];printf("指针数组的内容为:\n");for (i = 0; i < 3; i++)//打印出指针数组的内容{int j;for (j = 0; j < 4; j++)printf("%d ", *(*(pa + i) + j));printf("\n");}//以下均为不同方式的解引用操作printf("不同解引用操作的结果为:\n");printf("%d,%d\n", a[1][1], *(pa[1] + 1));printf("%d,%d\n", a[1][1], *(*(pa+1) + 1));printf("%d,%d\n", a[1][1], (*(pa + 1))[1]);printf("%d,%d\n", a[1][1], pa[1][1]);return 0;
}
结果如下所示:
指针数组的内容为:
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12不同解引用操作的结果为:
6,6
6,6
6,6
6,6
从以上例子可看出解引用有多种方式,它们的等价形式如下:
*( pa[i] + j ) //等价于 *( a[i] + j )
*( *(p+i) + j ) //等价于 *( *(a+j) + j )
( *(p+i) )[ j ] //等价于( *(a+i) )[ j ]
p[ i ][ j ] //等价于 a[i][j]
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
补充(1):指针数组还可以和字符串数组相结合使用,请看下面的例子:
#include <stdio.h>
int main(){char *str[3] = {"lirendada","C语言","C Language"};printf("%s\n%s\n%s\n", str[0], str[1], str[2]);return 0;
}
结果如下:
lirendada
c语言
C Language
需要注意的是,字符数组 str 中存放的是字符串的首地址,不是字符串本身,字符串本身位于其他的内存区域,和字符数组是分开的。
也只有当指针数组中每个元素的类型都是char *
时,才能像上面那样给指针数组赋值,其他类型不行。
为了便于理解,可以将上面的字符串数组改成下面的形式,它们都是等价的。
#include <stdio.h>
int main(){char *str0 = "lirendada";char *str1 = "C语言";char *str2 = "C Language";char *str[3] = {str0, str1, str2};printf("%s\n%s\n%s\n", str[0], str[1], str[2]);return 0;
}
补充(2):二维数组与指针数组的区别
char *p1[]={"lirendada","C","C++"};
char p2[][8]={"liren","C","C++"};
*p1,*(p1+1),*(p1+2):所指向的字符串常量是不规则长度的,且sizeof(p1)=12。
p2[0],p2[1],p2[2]所指向的字符串都是一定长度的,且sizeof(p2)=24。
插播:大家阅读了头是不是有点大呢哈哈,点个赞或者三连支持一下作者,说不定脑瓜子突然就懂了呢!!!
2.数组指针
注:因为数组指针对于一维数组的使用比较尴尬,对于一维数组,建议使用指针数组比较方便,这里只涉及到关于二维数组与数组指针的知识!!!
首先引入二维数组的定义:二维数组在概念上是二维的,有行有列,但在内存中所有的元素都是连续排列的,以下面的二维数组为例:
int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
从概念上理解,a的分布就像一个矩阵:
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
从内存上理解,整个数组占用一块连续的内存:
C语言中的二维数组是按行排列的,也就是先存放 a[0] 行,再存放 a[1] 行,最后存放 a[2] 行;每行中的 4 个元素也是依次存放。数组 a 为 int 类型,每个元素占用 4 个字节,整个数组共占用 4×(3×4) = 48 个字节。
C语言允许把一个二维数组分解成多个一维数组来处理。对于数组 a,它可以分解成三个一维数组,即 a[0]、a[1]、a[2]。每一个一维数组又包含了 4 个元素,例如 arr[0] 包含 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。
假设数组a中第0个元素的地址为1000,那么每个一维数组的首地址如下图所示:
为了更好的理解指针和二维数组的关系,我们先来定义一个指向 a 的指针变量 p:
int (*p)[4] = a ;
括号中的*
表明 p 是一个指针,它指向一个数组,数组的类型为int [4]
,这正是 a 所包含的每个一维数组的类型。
[]
的优先级高于*
,()
是必须要加的,如果赤裸裸地写作int *p[4]
,那么应该理解为int *(p[4])
,p 就成了一个指针数组,而不是二维数组指针。
对指针进行加法(减法)运算时,它前进(后退)的步长与它指向的数据类型有关,p 指向的数据类型是int [4]
,那么p+1
就前进 4×4 = 16 个字节,p-1
就后退 16 个字节,这正好是数组 a 所包含的每个一维数组的长度。也就是说,p+1
会使得指针指向二维数组的下一行,p-1
会使得指针指向数组的上一行。数组名 a 在表达式中也会被转换为和 p 等价的指针!
概念图如以下所示:
下面我们就来探索一下如何使用指针 p 来访问二维数组中的每个元素。按照上面的定义:
1) p
指向数组 a 的开头,也即第 0 行;p+1
前进一行,指向第 1 行。
2) *(p+1)
表示取地址上的数据,也就是整个第 1 行数据。注意是一行数据,是多个数据,不是第 1 行中的第 0 个元素,下面的运行结果有力地证明了这一点:
#include <stdio.h>
int main(){int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };int (*p)[4] = a;printf("%d\n", sizeof(*(p+1)));return 0;
}
运行结果为下面所示:
16
3) *(p+1)+1
表示第 1 行第 1 个元素的地址。如何理解呢?
*(p+1)
单独使用时表示的是第 1 行数据,放在表达式中会被转换为第 1 行数据的首地址,也就是第 1 行第 0 个元素的地址,因为使用整行数据没有实际的含义,编译器遇到这种情况都会转换为指向该行第 0 个元素的指针;就像一维数组的名字,在定义时或者和 sizeof、& 一起使用时才表示整个数组,出现在表达式中就会被转换为指向数组第 0 个元素的指针
4) *(*(p+1)+1)
表示第 1 行第 1 个元素的值。很明显,增加一个 * 表示取地址上的数据。
根据上面的结论,可以很容易推出以下的等价关系:
a+i == p+i
a[i] == p[i] == *(a+i) == *(p+i)
a[i][j] == p[i][j] == *(a[i]+j) == *(p[i]+j) == *(*(a+i)+j) == *(*(p+i)+j)
【实例】使用指针遍历二维数组。
#include <stdio.h>
int main(){int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};int(*p)[4];int i,j;p=a;for(i=0; i<3; i++){for(j=0; j<4; j++) printf("%2d ",*(*(p+i)+j));printf("\n");}return 0;
}
运行结果:
0 1 2 34 5 6 78 9 10 11
指针数组和二维数组指针的区别
指针数组和二维数组指针在定义时非常相似,只是括号的位置不同:
- int *(p1[5]); //指针数组,可以去掉括号直接写作 int *p1[5];
- int (*p2)[5];//二维数组指针,不能去掉括号
指针数组和二维数组指针有着本质上的区别:指针数组是一个数组,只是每个元素保存的都是指针,以上面的 p1 为例,在32位环境下它占用 4×5 = 20 个字节的内存。二维数组指针是一个指针,它指向一个二维数组,以上面的 p2 为例,它占用 4 个字节的内存。
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