你要的指针续集已送达-->深入了解指针(2)

文章目录

1. 数组名的理解
2. 使⽤指针访问数组
3. ⼀维数组传参的本质
4. 冒泡排序
5. ⼆级指针
6. 指针数组
7. 指针数组模拟⼆维数组

总结


1. 数组名的理解

在上⼀个章节我们在使⽤指针访问数组的内容时,有这样的代码:

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];

在这里我们使用&arr[0]的方式拿到的了数组的第一个元素的地址,但其实数组名本来就是地址,而且石首鱼纳苏的地址,我们测试一下。

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运行后结果如下:

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由此可见,数组名就是数组首元素的地址。如果数组名表是首元素地址,那下面的代码怎么理解?

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输出的结果是40,如果arr是数组首元素地址,那输出应该是4/8才对。这是为什么呢?

其实数组名是数组首元素地址没错,但是有两个例外:

  • sizeof(数组名),sizeof中单独放数组名,这⾥的数组名表⽰整个数组,计算的是整个数组的⼤⼩,单位是字节。
  • &数组名,这⾥的数组名表⽰整个数组,取出的是整个数组的地址(整个数组的地址和数组⾸元素的地址是有区别的)

除此之外,任何地方使用数组名,数组名都表示首元素的地址。

这里再尝试敲出下面的代码,运行一下:

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输出的结果一模一样的(如下图),那arr和&arr又有啥区别呢?试着运行输出结果下面的代码。

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输出的结果如下:

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这里是在VS2022,X86(32位)环境下运行的代码,我们可以发现&arr[0]和&arr[0]+1相差4个字节,arr和arr+1也是相差4个字节,是因为&arr[0]和arr都是首元素的地址,+1就跳过一个元素。

但是&arr和&arr+1相差40个字字节(地址以十六进制形式打印,相差28转换成十进制就是40),这就是因为&arr是整个数组的地址,+1操作是跳过整个数组的。

数组名是数组⾸元素的地址,但是有2个例外。


2. 使⽤指针访问数组

有指针第一章知识的学习,再加上数组名的理解,我们可以尝试使用指针访问数组了。

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上面的代码搞清楚之后,我们分析一下,数组名arr是数组首元素的地址,可以赋值给p,其实arr和p是等价的。那我们可以使用arr[i]来访问数组的元素,p[i]是否也可以来访问数组呢?

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在第二个for循环里面,*(p+i)换成p[i]也能够正常打印,所以本质上p[i]是等价于*(p+i)

同理arr[i] 应该等价于 *(arr+i),数组元素的访问在编译器处理的时候,也是转换成⾸元素的地址+偏移量求出元素的地址,然后解引⽤来访问的。


3. ⼀维数组传参的本质

数组我们学过了,之前也讲了,数组是可以传递给函数的,这个⼩节我们讨论⼀下数组传参的本质。⾸先从⼀个问题开始,我们之前都是在函数外部计算数组的元素个数,那我们可以把函数传给⼀个函数后,函数内部求数组的元素个数吗?

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输出的结果如下:

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我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数。
这就要学习数组传参的本质了,上个⼩节我们学习了:数组名是数组⾸元素的地址;那么在数组传参的时候,传递的是数组名,也就是说本质上数组传参本质上传递的是数组⾸元素的地址。所以函数形参的部分理论上应该使⽤指针变量来接收⾸元素的地址。那么在函数内部我们写sizeof(arr) 计算的是⼀个地址的⼤⼩(单位字节)⽽不是数组的⼤⼩(单位字节)。正是因为函数的参数部分是本质是指针,所以在函数内部是没办法求的数组元素个数的。

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总结:⼀维数组传参,形参的部分可以写成数组的形式,也可以写成指针的形式。


4. 冒泡排序

冒泡排序核心思想就是:两两相邻的元素进行比较。我们以一组数{4,5,1,3,2}为例:

首先,第一轮比较从第一个数字开始,第一个数字跟第二个数字比较,显然第二个数字大,不发生改变。然后让第二个数字和第三个数字进行比较,第二个数字大发生交换,变成了{4,1,5 ,3,2}。以此类推,你会发现第一轮比较结束后,5这个最大的数到这一串数字的最后了。之后,再进行第二轮比较,还是跟开始一样,第一数字和第二个数字比较,如果第一个数字大,就发生交换,不过不同的是,这次只用比较四次,因为最大的数已经在末尾了,不用让4和5再进行比较,每轮比较次数在递减。当发生了五轮交换之后就得到了我i们想要的数字序列{1,2,3,4,5}。写成代码如下:

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不过细心的你想一下,会发现如果一个数组可能不用进行完许多轮比较就已经排好序了,当排好序之后再进行冒泡排序显然浪费时间,我们可以对上面的代码进行优化:

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5. ⼆级指针

指针变量也是变量,是变量就有地址,那指针变量的地址存放在哪⾥?这就是⼆级指针的用处。

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对于⼆级指针的运算有:

  • int b = 20;*ppa = &b;//等价于 pa = &b;
int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;
  • **ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进⾏解引⽤操作: *pa ,那找到的是 a .
**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;


6. 指针数组

指针数组是指针还是数组?我们类⽐⼀下,整型数组,是存放整型的数组,字符数组是存放字符的数组。那指针数组呢?是存放指针的数组

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 指针数组的每个元素都是⽤来存放地址(指针)的。如下图:

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指针数组的每个元素是地址,⼜可以指向⼀块区域。


7. 指针数组模拟⼆维数组

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parr[i]是访问parr数组的元素,parr[i]找到的数组元素指向了整型⼀维数组,parr[i][ j]就是整型⼀维数组中的元素。上述的代码模拟出⼆维数组的效果,实际上并⾮完全是⼆维数组,因为每⼀⾏并⾮是连续的。可以尝试敲出代码分析理解。


总结

今天这一章内容是指针这块知识的延续。指针变量较为抽象,学起来比较吃力,需要反复的练习,分析代码输出的结果。所以学C语言的捷径就是练习,亲自敲出代码多多重复,百炼成钢!

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