【C语言】指针与数组的潜在联系

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前言

改变固有数组的平面思维

注意：

数组操作与指针等价

指针数组

数组指针

笔试加深理解：

        解析：

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前言

        《C Traps and Pitfalls》(C语言缺陷与陷阱)中有一句著名的见解：

        “在C语言中，指针与数组这两个概念之间的联系时如此密不可分，以至于如果不能理解一个概念，就无法彻底理解另一个概念。”

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改变固有数组的平面思维

        在本质上，C语言只有一维数组，只是数组的元素可以是任意类型的对象，当然也可以是一个数组！于是，这样就产生了高维数组！

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        对于：

​int arr[6][4];

        在上图中，arr是一个一维数组，内部含有六个元素；每个元素（arr[0],arr[1]......arr[5]）的类型是一个数组类型，假设这个数组（arr[0],arr[1]......arr[5]）中的元素   arr[i][j]    是整形，那么这个数组（arr[0],arr[1]......arr[5]）的类型是  int (*)[4]  ;

        换句话说：

        这个语句声明的arr是一个数组，该数组拥有6个数组类型的数据，其中每个元素都是一个拥有4个整形元素的数组。（而不是一个拥有4个数组类型的数组，其中每一个元素是一个拥有6个整形元素的数组）

        其实，对于数组arr，它就是一个主串（主数组）上伸出了许多子串（子数组）；类似于河流的主流外有许多支流：

        它可以是随意分布的，我们平时为了清晰，我们一般画图将二维数组画成二维棋盘形状。

        我们实际上可以将数组画成任意分布，只要满足C标准： 

 （二维平面不好演示，请自行脑补拖把头每根布的分布）

        其实，我们也可以从数组arr的创建格式上看出端倪：

int arr[6][4];//请重新审视这段代码，以便于加深对他的理解

        这段代码可以翻译为：

        创建一个名字为arr的数组，内部元素为6个  int (*)[4]  类型的数组。其实就是从前到后对这段代码进行翻译。

注意：

         这样一边翻译一边理解的思想是十分重要的，如果不采取这样的思想，那么对于数组指针，指针数组，函数指针，函数指针数组 的理解和区分 将十分困难！

数组操作与指针等价

        对于一个数组，我们只能做两件事：

        确定该数组的大小  以及  获得指向该数组下标为0的元素的指针。

        对于其他有关数组的操作，其实本质上就是指针的操作。也就是说：任何一个数组下标的运算都等同于一个对应指针的运算，因此，指针操作与数组操作是可以相互转化的。

        数组可以看作是一组相邻的内存单元的集合，而指针则是一个指向内存地址的变量。由于数组实际上就是一段连续的内存空间，因此可以使用指针来访问数组中的元素。

        具体来说，可以将数组名看作是一个指向数组第一个元素的指针，即数组名本身就是一个地址。因此，使用指针变量来对数组进行操作就非常方便，如以下示例：

​
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;   // 将数组名赋值给指针
for (int i = 0; i < 5; i++) {
  printf("%d ", *(p + i));  // 使用指针来访问元素

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指针数组

        C语言中的指针数组是指一个数组，其中的每一个元素都是一个指针。这样的数组可以用于存储多个指针，以便对它们进行操作。

        例如，一个指针数组可以用于存储不同类型的指针，如整型指针、字符型指针、结构体指针等：

int *ptrArray[10];     // 整型指针数组，包含10个元素
char *strArray[5];     // 字符型指针数组，包含5个元素
struct person *personArray[100];     // 结构体指针数组，包含100个元素

        可以通过下标来访问数组中的元素，并对其进行操作：

int a = 10, b = 20, c = 30;
int* ptrArray[3] = { &a, &b, &c };

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("%d ", *ptrArray[i]);    // 指针数组中的每个元素都是整型指针，需要使用 * 解引用
}

// 输出结果为：10 20 30

数组指针

        在C语言中：

        整形指针变量： int * pint; 存放的是整形变量的地址，能够指向整形数据的指针。
        浮点型指针变量： float * pf; 存放浮点型变量的地址，能够指向浮点型数据的指针。
        那数组指针变量应该是：存放的应该是数组的地址，能够指向数组的指针变量。

        数组指针本质上是一个指针变量，但它可以指向一个数组，从而允许对数组的操作。

由于结合性的问题，数组指针的写法与指针数组的大不相同：

int *p1[10];
int (*p2)[10];

解释：

        1.是前文介绍的指针数组；

        2.p先和*结合，说明p是⼀个指针变量变量，然后指着指向的是⼀个⼤⼩为10个整型的数组。所以
        p是⼀个指针，指向⼀个数组

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。

初始化：

int arr[10] = {0};
int(*p)[10] = &arr;

应用数组的地址初始化数组指针。并且，数组指针p与arr的类型是相同的。

这照应了本文的第一部分，数组指针是高维数组的基础。

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        现在有了一定的知识基础，不妨做一些题目检测一下： 

笔试加深理解：

题目1：

​
#include 
int main()
{
int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };//#

int *ptr1 = (int *)(&aa + 1);//*

int *ptr2 = (int *)(*(aa + 1));//￥

printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));//&
return 0;
}

​

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        解析：

        #行：

        对数组aa初始化，aa两行五列；

        *行：

        创建整型指针ptr1， 取出aa的地址 +1 后强制类型转化为int*,放入ptr1；

        对数组的地址运算，实际上+1表示跳过整个数组。此时ptr1指向数组紧跟着的一个元素的地址。

        表达式的类型是int (*)[5],强制类型转化后是int*，刚好可以存入ptr1中。

        ￥行：

        aa+1 中的aa表示数组首元素的地址，是  int aa[0] 的地址， 这一点很重要——这第三次照应了数组aa是一维数组，每一个元素也是一个数组，那么aa中的每一个元素都是数组类型，而不是aa中的元素类型是int型。

        aa + 1 表示指向第二行，存放的是第二行的地址，表示第二行的首元素地址。

        &行：打印*（ptr1-1），即数组最后一个元素；打印*（ptr2-1），即第二行前的一个元素。

结果：

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完~

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