C语言：数组与指针详解

文章概述

本文章讲述关于C语言的主要内容如下：
  1.字符数组、2.一维数组与指针、3.二维数组与指针、4.字符串与指针、5.字符串指针数组

一、字符数组

  定义一维数组时，系统会在内存中为其分配一段存储空间，数组名就是数组在内存中的首地址。数组中的元素类型为字符型时，称为字符数组。字符数组中的每个元素可以存放一个字符。
注意：单引号‘’用来表示字符，双引号“”用来表示字符串

1、字符数组定义和引用

定义形式如下：
char 数组标识符[常量表达式]

示例：

char cArray[5];
// 字符数组的引用
cArray[0]='H',cArray[1]='e',cArray[2]='l',cArray[3]='l',cArray[4]='o';

对字符数组进行初始化操作时，有以下几种方法：
（1）逐个字符赋给数组中的元素，例如：

char cArray[5]={'H','e','l','l','o'};

定义字符数组的同时进行初始化，此时可以省略数组长度，系统会自动根据初值个数来确定数组长度：

char cArray[]={'H','e','l','l','o'};

（2）利用字符串给字符数组赋值，例如：

char cArray[]={"Hello"};

或者将“{}”去掉，写成：

char cArray[]="Hello";

2、字符数组的结束标志

在C语言中，使用字符数组保存字符串时，系统会自动为其添加“\0”作为结束符。即用字符串方式赋值比用字符逐个赋值要多占一个字节。
char cArray[]=“Hello”;
等价于：
char cArray[]={‘H’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’,‘\0’};  //此时，占用6个字节

3、字符数组的输入和输出

字符数组的输入和输出可以使用两种格式字符：“%c”和“%s”：
  1）%c可实现数组中字符的逐个输入与输出；
  2）%s可将整个字符串输入或输出；

使用格式字符“%s”输出字符串时，需要注意以下几种情况：

1. 输出字符中不包括结束符“\0”；
2. printf函数中的输出项是字符数组名cArray，而不是数组中的元素名cArray[0]等；
3. 即使数组长度大于字符串实际长度，也只会输出到“\0”为止；

二、数组与指针

  使用数组是，系统需要提供一段连续的内存来存储数组中的各元素，如果把数组的地址赋给指针变量，就可以通过指针变量来引用数组。

1、一维数组与指针

将数组的首地址传给指针变量，则该指针就指向了这个一维数组。例如：

int *p,a[5];
p=a

这里a是数组名，即数组的首地址，将它赋给指针变量p，即将a的首地址赋给p，也可以写成如下形式：

int *p,a[5];
p=&a[0];

上述两条赋值语句的操作效果完全相同。基于上述语句，有以下几种描述：

• p+n与a+n都用于表示数组元素a[n]的地址，即&a[n]
• *(p+n)和*(a+n)都用于表示数组元素a[n]的值

2、指针的移动“++”与“–”

采用指针自增运算实现时，需要注意：
  p++与p–可用于表示数组的输入
  *p++与*p–可用于表示数组的输出，

示例代码：

#include
int main()
{
    int *p,a[5],i;
    p=a;
    printf("please input array a:\n");
    for(i=0;i<5;i++){
        scanf("%d",p++);    //利用p++形式输入数组a
    }
    printf("%d\n",p);
    p=a;       /* 注意这一行 */
    printf("%d\n",p);
    printf("array a is:\n");
    for(i=0;i<5;i++){
        printf("%5d",*p++);    //利用*p++形式输出数组a
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

返回结果，如下：

需要注意的地方：
  如果在给数组元素赋值时使用了指针自增运算，而在后续步骤中也使用指针变量，此时的指针p指向数组a+4的地址。
  因此，需要再一次使用语句，将指针p重新指向数组a的首地址。

3、二维数组与指针

对于一个m行n列的二维数组，其元素地址的表示方法如下：

• a表示二维数组的首地址，a+i表示第i+1行的首地址；
• a[i]+j表示数组第i+1行第j+1个元素的地址;
• &a[0]表示数组第1行的首地址；
• &a[0][0]既可以表示数组第1行第1列的首地址，也可以看作整个数组的首地址；

指针也可表示地址，因此通过指针可以引用二维数组中的元素：

• *(*(a+m)+n)和*(a[m]+n)含义相同，都表示数组第m+1行第n+1列元素
• *(a+m)+n和a[m]+n含义相同，都表示数组第m+1行第n+1列元素的地址

代码示例：
将一个3行2列的二维数组打印出来：

#include
int main()
{
    int i,j,(*p)[2];
    int a[3][2]={{1,'a'},{2,'b'},{3,'c'}};
    p=a;
    for(i=0;i<3;i++){
        for(j=0;j<2;j++){
            if(j==0){
                printf("%d, ",*(*(p+i)+j));
            }
            else{
                printf("%c",*(*(p+i)+j));
            }
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

1, a
2, b
3, c

三、字符串指针数组

1、字符串与指针

可以通过两种方式访问字符串，一是使用字符数组，二是使用字符指针。
利用字符型指针输出字符串“hello”，具体代码如下：

#include 
int main()
{
    char *myStr="hello";
    printf("%s\n",myStr);
    printf("%c\n",myStr[1]);    //输出该字符串中第2个字符
    return 0;
}

运行结果如下：

hello
e

2、字符串数组

  字符串数组有别与字符数组。字符数组是一个一维数组，而字符串数组是以字符串作为数组元素的数组，可以将其看成一个二维字符数组

代码示例：

char cName[5][20]=
{
    "zhangsan",
    "lisi",
    "wangwu",
    "luliu",
    "hongqi"
}

上述代码中，字符串数组变量cName被定义为含有5个字符串的数组，每个字符串的长度都必须小于20（这里需要考虑字符串最后的“\0”，也要占一个字节）

3、字符串指针数组

  基于上述字符串数组的代码示例，可以发现，像“lisi”这样的字符串的长度仅为4，加上字符串结束符也仅为6。而内存中却要给它们各分配一个20字节的空间，空间浪费很大。
  为了解决这个问题，可以使用指针数组，使每个指针指向所需要的字符常量。这种方法需要在数组中保存字符指针，虽然也占用空间，但要远少于字符串数组占用的空间。

指针数组的定义：
  一个数组，如果其元素均为指针类型数据，则该数组称为指针数组。即指针数组中的每一个元素都相当于一个指针变量。一维指针数组的定义如下：

类型名* 数组名[数组长度]

代码示例：

#include 
int main()
{
    int i;
    char *cName[]={"zhangsan","lisi","wangwu","luliu","hongqi"};
    for(i=0;i<5;i++){
        printf("%s\n",cName[i]);
    }
    return 0;
}

运行结果，如下：

zhangsan
lisi
wangwu
luliu
hongqi

4、字符串数组与字符串指针数组的区别

举个栗子：
char a[2][2] = {“hello”, “world”};  //字符串数组，存放的是字符
char *b[] = {“hello”, “world”};   //字符串指针数组，存放的是指针即元素地址，指针指向其中的元素

char arra[5][20];
char *arrb[5];

两者在内存分配上的区别：

• arra是一个字符串数组，分配内存5*20=100个字节
• arrb是一个指针数组，分配内存5*8=40个字节

两者在元素访问上的区别：

1. arra[2][0];
   *arrb[2];
   都是用于访问各自数组中第3行的首字符；
2. arra[2];
   arrb[2];
   都是用于表示第3行的字符串
   arra[2]是字符指针常量，arrb[2]是字符指针变量；
3. char (*parra)[20];
   char **parrb;
   parra=arra+2;
   parrb=arrb+2;
   定义了两个变量parra、parrb，分别接收了两个数组第3行的数据
   parra指向第3行占20个字符的一维数组
   parrb指向第3行的一个指针
   **parrb指向第3行的首字符，*(*parrb+i)指向第3行第i+1个字符

代码示例：

#include 
int main()
{
    char *cName[]={"zhangsan","lisi","wangwu","luliu","hongqi"};
    printf("%c\n",*cName[2]);
    printf("%s\n",cName[2]);

    char **pcName;
    pcName=cName+2;
    printf("%c\n",**pcName);
    printf("%c\n",*(*pcName+2));
    return 0;
}

运行结果，如下：

w
wangwu
w
n

5、字符串数组与指针数组的运用

代码示例：

#include 
int main()
{
    char cName[5][20]={"zhangsan","lisi","wangwu","luliu","hongqi"};     // 指针数组定义了5个元素
    char *iArray[5];      // 指针数组定义了5个元素
    iArray[1]=cName[1];
    // strcpy(iArray,"luliu");     // 当iArray[0]未指向字符串变量的地址时，该行代码是错误的写法
    strcpy(iArray[1],"xiaoer");
    printf("%s\n",cName[0]);
    printf("%s\n",cName[1]);
    printf("%s\n",iArray[1]);
    return 0;
}

注意：当iArray[i]未指向任何字符串变量的地址时，不能将其拿来调用！

运行结果，如下：

zhangsan
xiaoer
xiaoer