C/C++中指针与数组、指针数组与数组指针

1.指针与数组

（1）指针与数组的联系

数组名和指针之间，经常会交替使用这两个变量，

可以把一个指针当成数组来使用，或者是把数组名赋值给指针，通过指针来访问数组成员变量，

代码示例 ：

#include 

int main()
{
	int  array[] = {1,2,3,4,5};
	int *p_array = array;

	int len = sizeof(array) / sizeof(array[0]);

	printf("数组方式输出：\n");
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("%d ", array[i]);
	}

	printf("\n\n指针当成数组来使用：\n");
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("%d ", p_array[i]);
	}

	printf("\n\n以指针的方式访问：\n");
	int *temp_ptr = p_array;
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("%d ", *temp_ptr++);
	}
}

运行结果：

（2）指针与数组的区别

《1》数组是固定大小的，数组一经定义，那么数组名就是一个指向数组第一个元素类型的常量指针，也就是说数组名是不允许更改的，而指针可以更改。

示例代码：

#include 
using namespace std;

int main()
{
	int array[]  = {1,2,3,4,5};
	int a = 0;
	int *p_array = array;
	
	//printf("%p", array++); //编译器报错，不能更改array
	printf("%p", p_array++); //正确，指针可修改
}

《2》对数组名取&和对指针取&的意义不同

假设为int数组

对数组名取&：类型变为int[num]*，即指向数组的指针，为整个数组的首地址

对指针名取&：类型变为int**,即指向指针的指针，为指针变量自身的地址

示例代码：

#include 
using namespace std;


int main()
{
	int array[]  = {1,2,3,4,5};
	int a = 0;
	int *p_array = array;


	//重新定义一个用指针定义的数组
	int len = sizeof(array) / sizeof(array[0]);

	//打印每个数组元素的地址
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("&p_array[%d] =%p\n", i, &array[i]);
	}
	//打印a的地址
	printf("&a   =%p\n", &a);

	printf("&p_array    =%p\n",&p_array);  //打印指针变量p_array的在内存中的地址
	printf("p_array     =%p\n", p_array);  //打印p_array存储的值

	printf("\n");

	printf("&array      =%p\n", &array);    //打印的是数组的首地址，&array的类型是int[5]*，即指向数组的指针
	printf("&array+1    =%p\n", &array+1);  //因为它本身是指向int[5]*，所以该指针+1，就加了4*5=20个字节
	
	printf("&array[0]   =%p\n", &array[0]); //打印的是数组第一个元素的首地址，&array[0]的类型是int*,即指向int的指针
	printf("&array[0]+1 =%p\n", &array[0]+1);//因为它本身是指向int*，所以该指针+1，就加了4个字节
	
	printf("array       =%p\n", array);     //打印的是数组第一个元素的首地址，array的类型是int*,即指向int的指针
	printf("array+1     =%p\n", array+1);   //因为它本身是指向int*，所以该指针+1，就加了4个字节

}

运行结果：

VS2017下：

Ubuntu的g++下：

《3》当对数组名使用sizeof时，得到的是数组元素的个数乘元素类型的字节数，对指针sizeof得到的是指针类型的字节数。

示例代码：

#include 
using namespace std;

int main()
{
	int array[]  = {1,2,3,4,5};
	int a = 0;
	int *p_array = array;
	
	printf("sizeof(array)   = %d",sizeof(array));
	printf("\nsizeof(p_array) = %d", sizeof(p_array));
}

运行结果：

总结:可以发现，对于数组名在不同场景下其实有两种语义：

1.直接使用数组名，数组名代表的是指向数组第一个元素的指针，所以在+1之后也只是加了一个元素类型的字节

2.对数组名取&或取sizeof，数组名代表的是整个数组，而取地址之后就变成了指向数组的指针，所以在+1之后是加了一整个数组的字节

2.指针数组与数组指针

（1）数组指针

定义 int (*p)[n];

()优先级高，首先说明p是一个指针，指向一个整型的一维数组，这个一维数组的长度是n，也可以说是p的步长。也就是说执行p+1时，p要跨过n个int数据的长度。

示例代码：

#include 
using namespace std;

void test_array_pointer()
{
	printf("数组指针\n");
	int(*p)[3];   //定义一个数组指针，指向含有三个元素的一维数组
	int a[2][3];  //定义一个二维数组

	printf("sizeof(p) = %d\n",sizeof(p));    //打印的是指针的大小，为4个字节
	p = a;
	printf("a = %p\n",a);    //输出第一个元素的地址
	printf("a+1 = %p\n", a+1);  //第一个元素的类型是int[3],所以+1加的是4*3=12个字节
	printf("p = %p\n", p);  //p是一个指向int[3]的指针，p=a的时候，a是指向第一个元素的指针，
	                        //即为指向int[3]的指针，即p指向数组a的第一个元素
	printf("p+1 = %p\n", p+1);  //p指向的类型为int[3],+1即跳过int[3]所代表的字节数，即4*3=12个字节
}

int main()
{
	test_array_pointer();
}

运行结果：

（2）指针数组

定义 int *p[n];

[]优先级高，先与p结合成为一个数组，再由int*说明这是一个整型指针数组，它有n个指针类型的数组元素。这里执行p+1时，则p指向下一个数组元素，这样赋值是错误的：p=a；因为p是指向p数组的第一个元素的常量指针（类型为int** const），不可以进行赋值，p[0]、p[1]、p[2]...p[n-1]（类型为int*）,它们分别为指针变量可以被赋值存放变量地址。但可以这样 *p=a;

这里*p表示指针数组第一个元素的值，a为数组a的第一个元素的地址，即&a[0]

示例代码：

#include 
using namespace std;

void test_pointer_array()
{
	printf("指针数组\n");
	int *p[2];  //定义一个指针数组，有两个元素
	int a[2][3] = { {11,12,13}, {21,22,23} };    //定义一个二维数组，定义了2行3列

	printf("sizeof(p) = %d\n",sizeof(p));  //打印的是数组的大小，为8个字节
	for (int i = 0; i < 2; i++)
	{
		p[i] = a[i];     //a[i]本身是一个int[3]*,值是每一行的首地址
	}
	printf("a = %p\n", a);       //&a[0]
	printf("a+1 = %p\n", a + 1); //&a[1]
	printf("p = %p\n", p);       //指向数组p的第一个元素的地址，p的类型为int** 					
	printf("p+1 = %p\n", p + 1); //指向数组p的第一个元素的地址，给p+1相当于加p所指向元素的类型的大小，
								 //即int*,即4个字节

	printf("*p       = %p\n", *p);      // 等价于p[0] 指向a的第一行起始位置
	printf("*(p + 1) = %p\n", *(p + 1));// 等价于p[1] 指向a的第二行的起始位置

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("%d ", *(*p + i)); //*p即p[0]是int*,即指针，给指针+1,表示加它所指向的类型的大小，
								//这里即加int的大小，即4个字节，每一次迭代都4个字节然后解引用即取到第一行的每一个值
	}

	printf("\n");
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("%d ", *(*(p + 1) + i));
	}

	printf("\n\n");
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("%d ", *(p[0] + i));
	}
	printf("\n");
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("%d ", *(p[1] + i));
	}
}

int main()
{
	test_pointer_array();
}

运行结果：

上述代码图解：

优先级：（）>  []   >  *