指针进阶 - 1（深入理解C语言）

1.指针基本概念

1.1 复习指针的基本概念：

指针就是一个变量，用来存放地址，地址唯一标识一块内存空间。
指针的大小是固定的4/8个字节（32位平台/64位平台）。
指针是有类型，指针的类型决定了指针的±整数的步长，指针解引用操作的时候的权限。

2. 字符指针

在指针的类型中我们知道有一种指针类型为字符指针 char*

字符指针顾名思义就是指一个指向字符串的指针。

字符串是由字符组成的数组，每个字符占用一个字节。

字符指针可以用来访问字符串的每个字符，也可以通过指针运算来遍历整个字符串。常见的字符串操作都需要使用字符指针，如字符串的复制、比较、连接等。在 C 语言中，字符串以空字符 ‘\0’ 结尾，因此在使用字符指针操作字符串时，需要注意空字符的位置。

注：字符指针指向的字符串被称为常量字符串，因为在大多数编程语言中，字符串常量是不可修改的。这意味着一旦字符串常量被定义，就不能直接修改其内容。

2.1 字符指针一般这样使用：

int main()
{
 char ch = 'w';
 char *pc = &ch;
 *pc='w';
 *pc = "abcdef";//一般这种常量字符串前面最好加上一个const修饰它，让它不能被修改
 return 0;
}

2.2 当我们理解了上面这个例子之后，就来看看下面这个面试题:（本题来自《剑指offer》）

#include 
int main()
{
 char str1[] = "hello bit.";
 char str2[] = "hello bit.";
 const char *str3 = "hello bit.";
 const char *str4 = "hello bit.";
 if(str1 ==str2)
 printf("str1 and str2 are same\n");
 else
 printf("str1 and str2 are not same\n");
 
 if(str3 ==str4)
 printf("str3 and str4 are same\n");
 else
 printf("str3 and str4 are not same\n");
 
 return 0;
}

这里最终输出的是：

因为数组名表示数组元素地址（&(数组名)和sizeof(数组名)除外）
所以在这道题里不难看出str1,str2,str3,str4都代表数组首元素地址

这里str3和str4指向的是一个同一个常量字符串。常量字符串是不允许被修改的，C/C++会把常量字符串存储到单独的一个内存区域，当几个指针指向同一个常量字符串的时候，他们实际会指向同一块内存。

但是用相同的常量字符串去初始化不同的数组的时候就会
开辟出不同的内存块。所以str1和str2不同，str3和str4相同。

图解如下：

3. 指针数组

我们知道：
整形数组就是存放整形的数组；
字符数组就是存放字符的数组；
类比可知指针数组就是存放指针的数组，指针数组中每个元素都是一个指向某个数据类型的指针。
该数组中的每个元素都可以指向不同的内存地址，因此指针数组可以用来实现多态性。

数组指针的定义方式为：数据类型 *数组变量名 [数组长度]。

3.1 指针数组相关例子：

#include 
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };
	//指针数组
	int* parr[3] = { arr1,arr2,arr3 };
	//存放字符指针的数组
	char *ch[]={0};
	return 0;
}

4. 数组指针

类比上面字符指针可知：数组指针就是指向数组的指针变量，也可以称为指向数组的引用。它能够指向数组的起始地址，也就是数组的第一个元素的地址，从而可以通过指针来访问数组的各个元素。

数组指针的定义方式为：数据类型 (*指针变量名)[数组长度]。

其中，指针变量名是一个指针变量的名称，数据类型是数组中元素的类型，数组长度是数组中元素的数量。

通过数组指针可以进行数组的遍历、读取和修改。需要注意的是，数组指针并不是一个数组，它只是指向数组的指针变量，因此并不具有数组的属性，比如长度、大小等。

4.1下面代码哪个是数组指针？

int *p1[10];
int (*p2)[10];
//p1, p2分别是什么？

p1是一个能够存储10个整形指针的数组；

p2先和结合，说明p是一个指针变量，然后指着指向的是一个大小为10个整型的数组。所以p2是一个指针，指
向一个数组，叫数组指针。
这里要注意：[]的优先级要高于号的，所以必须加上（）来保证p先和*结合。

4.2 &数组名VS数组名

对于下面的数组：

int arr[10];

arr 和 &arr 分别是啥？
我们知道arr是数组名，数组名表示数组首元素的地址。
那&arr数组名到底是啥？
我们看一段代码：

#include 
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 printf("%p\n", arr);
 printf("%p\n", &arr);
 return 0;
}

运行结果如下：

可见数组名和&数组名打印的地址是一样的。
难道两个是一样的吗？
我们再看一段代码：

#include 
int main()
{
 int arr[10] = { 0 };
 printf("arr = %p\n", arr);
 printf("&arr= %p\n", &arr);
 printf("arr+1 = %p\n", arr+1);
 printf("&arr+1= %p\n", &arr+1);
 return 0;
}

运行结果如下：

根据上面的代码我们发现，其实&arr和arr，虽然值是一样的，但是意义应该不一样的。
实际上： &arr 表示的是数组的地址，而不是数组首元素的地址。（细细体会一下）
本例中 &arr 的类型是： int(*)[10] ，是一种数组指针类型
数组的地址+1，跳过整个数组的大小，所以 &arr+1 相对于 &arr 的差值是40

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数组名一般情况下都是表示数组首元素地址，但在两种情况下例外：
1.&(数组名) 取的是整个数组的地址
2.sizeof(数组名) 计算的是整个数组的大小

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4.3 数组指针的使用

那数组指针是怎么使用的呢？
既然数组指针指向的是数组，那数组指针中存放的应该是数组的地址。
看代码：

#include 
int main()
{
 int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
 int (*p)[10] = &arr;//把数组arr的地址赋值给数组指针变量p
 //但是我们一般很少这样写代码
 return 0;
}

一个数组指针的使用：（这儿只是为了讲解数组指针讲的一个简单例子，数组指针可能在复杂的代码中才能体现出其优势）

#include 
void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)
{
 	int i = 0;
 	for(i=0; i<row; i++)
 	{
 		for(j=0; j<col; j++)
 		{
 			printf("%d ", arr[i][j]);
 		}
 		printf("\n");
 	}
}
void print_arr2(int (*arr)[5], int row, int col)
{
 	int i = 0;
 	for(i=0; i<row; i++)
 	{
 		for(j=0; j<col; j++)
 		{
 			printf("%d ", arr[i][j]);
 		}
 		printf("\n");
 	}
}
int main()
{
 int arr[3][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
 print_arr1(arr, 3, 5);
 //数组名arr，表示首元素的地址
 //但是二维数组的首元素是二维数组的第一行
 //所以这里传递的arr，其实相当于第一行的地址，是一维数组的地址
 //可以数组指针来接收
 print_arr2(arr, 3, 5);
 return 0;
}

学了指针数组和数组指针我们来一起回顾并看看下面代码的意思：

int arr[5];
int *parr1[10];
int (*parr2)[10];
int (*parr3[10])[5];