C语言指针详述(2):数组与指针

第六章 数组和指针的关系

1.指针数组：一个数组里存放的都是同一个类型的指针，通常我们把他叫做指针数


组。


int * a[10];它里边放了１０个int * 型变量，由于它是一个数组，已经在栈区分配了１


０个(int * )的空


间，也就是３２位机上是４０个byte,每个空间都可以存放一个int型变量的地址，这个


时候你可以为这


个数组的每一个元素初始化，或者单独做个循环去初始化它。


一个指针数组中的指针可以为任何同一类型，例如可以为结构指针、函数指针等

struct a

{

int a;


int b;

}

typedef struct a STRUCTA


STRUCTA* b[4];//一个存放了4个STRUCTA*型指针的数组，其大小为4*sizeof


(STRUCTA*)=16


typedef void(*FUNC)();


FUNC funarr[4];//定义了一个函数指针数组


2.结构数组

struct a

{

int a;

int b;

}a[12];//定义了一个结构数组，大小为12*sizeof(struct a) = 48;


3.数组指针　： 一个指向一维或者多维数组的指针；


int (*b2) [20]; //二级指针；b2指向一个大小为20*sizeof(int)的int型数组


int(*b3) [30] [20]; //三级指针――>指向三维数组的指针；


4.数组的数组名具备一些指针的用法，近似于指针，


例如：int array[12][31];//数组的嵌套定义，array是一个含有12个数组类型元素的数


组，其中的每一个


元素是一个int数组，array的类型是int[12][31]，其指向的类型是int[31]，可以理解为


array是指向数组


的指针。


array[1]是一个含有31个int型元素的数组，它的类型是int[31]，它指向的类型是int；


int I;

I = array[4][7] 等同于 I = *(array[4]+7) 等同于 I = *(*(array +4)+7)


int *p; int **q; int (*ptr1)[31]; int (*ptr2)[41];


p = array[2];//正确，p指向数组array[2]中下标为0的元素


p = array; // 错误，array是二维数组，其类型为“数组的数组”，类型不匹配


q = array; //错误，array不是指向指针的指针


ptr1 = array; // 正确，同是指向数组int[31]的指针。


ptr2 = array;//错误，array是指向int[31]的指针，ptr2是指向int[41]的指针。


例九：

char*str[3]={


"Hello,thisisasample!",


"Hi,goodmorning.",


"Helloworld"

};


chars[80]；


strcpy(s,str[0]);//也可写成strcpy(s,*str);


strcpy(s,str[1]);//也可写成strcpy(s,*(str+1));


strcpy(s,str[2]);//也可写成strcpy(s,*(str+2));


上例中，str是一个三单元的数组，该数组的每个单元都是一个指针，这些指针各指向


一个字符串。把


指针数组名str当作一个指针的话，它指向数组的第0号单元，它的类型是char**，


指向的类型是


char*。


*str也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是char，它指向的地址是字符


串"Hello,thisisasample!"的第一个字符的地址，即'H'的地址。 str+1也是一个指针，它


指向数组的第1号


单元，它的类型是char**，它指向的类型是char*。


*(str+1)也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是char，它指向


"Hi,goodmorning."的第一


个字符'H'，等等。


5.下面总结一下数组的数组名的问题。声明了一个数组TYPE array[n]，则数组名称


array就有了两重含


义：第一，它代表整个数组，它的类型是TYPE[n]；第二 ，它是一个指针，该指针的


类型是TYPE*，该


指针指向的类型是TYPE，也就是数组单元的类型，该指针指向的内存区就是数组第0


号单元，该指针自


己占有单独的内存区，注意它和数组第0号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是


不能修改的，即


类似array++的表达式是错误的。


在不同的表达式中数组名array可以扮演不同的角色。


在表达式sizeof(array)中，数组名array代表数组本身，故这时sizeof函数测出的是整个


数组的大小。


在表达式*array中，array扮演的是指针，因此这个表达式的结果就是数组第0号单元的


值。sizeof


(*array)测出的是数组单元的大小。


表达式array+n（其中n=0，1，2，....。）中，array扮演的是指针，故array+n的结果


是一个指针，它


的类型是TYPE*，它指向的类型是TYPE，它指向数组第n号单元。故sizeof(array+n)测


出的是指针类型


的大小。



例十：


int array[10];


int(*ptr)[10];


ptr=&array;


上例中ptr是一个指针，它的类型是int(*)[10]，他指向的类型是int[10] ，我们用整个数


组的首地址来初


始化它。在语句ptr=&array中，array代表数组本身。


本节中提到了函数sizeof()，那么我来问一问，sizeof(指针名称)测出的究竟是指针自身类型的大小呢还


是指针所指向的类型的大小？答案是前者。例如：


int(*ptr)[10];


则在32位程序中，有：


sizeof(int(*)[10])==4


sizeof(int[10])==40


sizeof(ptr)==4


实际上，sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小，而不是别的什么类型的大小。

6 数组与指针的不同

引例：
文件1：
int mango[100];
文件2：

extern int *mango;

............. //一些引用mango[i]的代码

错误：把数组的定义等同于指针的外部声明。



6．1声明与定义

搞清楚这个问题之前，澄清一些重要概念：

C语言中的对象必须有且只有一个定义，但它可以有多个extern声明。



概念
区别

定义
只能出现在一个地方，确定对象的类型并分配内存，用于创建新的对象。例如：int a[12]
相当于特殊声明，它为对象分配内存。

声明
可多次出现，描述对对象的类型，用于指代其他地方定义的对象。例如：extern int a[]
相当于普通声明，它所说明的并非自身，而是描述其他地方创建的对象。




由于extern声明不为对象分配内存，所以不必提供关于数组长度的信息。对于多维数组，需要提供除最左边一维之外其他维的长度——给编译器足够的信息产生相应代码。



6．2输组与指针的访问过程

char a[9] = “abckefg”; c = a[i];

编译器符号表具有一个地址9980

运行时步骤1：取i的值，将它与9980相加；

运行时步骤2：取地址[9980+i]的内容。

Char *p; c = *p;

编译器符号表有一个符号p，它的地址是4624

运行时步骤1：取地址4624的内容，就是’5081’；

运行时步骤2：取地址5081的内容。



6．3定义为指针，但以数组方式引用的过程

char *p = “abchdefs” c = p[i]

编译器符号表有个p，地址为4624

运行时步骤1：取地址4624的内容，即’5081’；

运行时步骤2：取得I的值，并将它与5081相加；

运行时步骤3：取地址[5081+i]的内容。



如果将p声明为指针，那么不管p原来是定义为指针还是数组，都会按照上面的三个步骤操作。

如：char *p[10];

另一个文件中extern char *p；

当用p[I]提取这个声明中的内容时，实际上得到的是一个字符，而编译器却把它当作一个指针……





6．4指针和数组的其他区别
指针
数组

保存数据地址
保存数据

间接访问数据，首先取得指针的内容，把它作为地址，然后从这个地址提取数据。如果指针有个下标[I]，就把指针的内容加上I作为地址，从中提取数据
直接访问数据，a[I]只是简单的以a+I为地址取的数据。

通常用于动态数据结构
通常用于存储固定数目且数据类型相同的元素

相关函数为malloc(),free()
隐式分配和删除

通常指向匿名数据
自身即为数据名




7 数组与指针相同时

7．1输组与指针的可交换性

数组 声明： extern 如：extern char a[]；不能改写成指针形式

定义，如 char a[10]；不能改写成指针形式

函数参数，如func(char a[])；可随意选择数组或指针

在表达式中使用 如c = a[I]；随意选择数组或者指针形式



规则1：“表达式中的数组名”就是指针。

规则2：C语言把数组下表作为指针偏移量

规则3：作为函数参数的数组名等同于指针



数组与指针可交换性总结：

1． 用a[I]这样的形式对数组进行访问总是被编译器解释为像*(a+1)这样的指针访问。

2． 指针始终就是指针。它绝不可以改写成数组。可以用下标形式访问指针，一般都是指针作为函数参数时，而且实际传递给函数的是一个数组。

3． 在特定的上下文环境中，也就是它作为函数的参数（也只有这种情况），一个数组的声明可以看作是一个指针。作为函数参数的数组（就是在一个函数调用中）始终会被编译器修改成为之乡第一个元素的指针。

4． 因此，当把一个数组定义为函数参数时，可以选择把它定义为数组，也可定义为指针。不管用那种方法，在函数内部事实上获得的都是一个指针。

5． 在其他所有情况中，定义和声明必须匹配。如果定义了一个数组，在其他文件对他进行声明时也必须把它声明为数组，指针也是如此。



7．2多维数组

例：

int apricot[2][3][5];

int (*q)[2][3][5] = &apricot;

int (*p)[3][5] = apricot;

int (*r)[5] = apricot[i];

int *t = apricot[I][j];

int u = apricot[I][j][k];



初始化：

只有字符串常量才可以初始化指针数组

char * vegetables[] = { “carrot”,“celery”,“corn”,“cilantro”,“crispy”};

指针数组不可以由非字符串的类型直接初始化：

int *weights[] = {{1,2,3,4,5}, {6,7,8},}; //无法编译成功

可以这样做：

int row_1[] = {1,2,3,4,5,-1}; //-1是行结束标志。

Int row_2[] = {6,7,8,-1};

Int *weights[] = {Row_1,Row_2,};



7．3 向函数传递一个一维数组

任何一维数组都可以作为函数实参，形参被改写为指向数组第一个元素的指针，所以需要一个约定来提示数组的长度。一般有两个基本方法：

1， 增加一个额外的参数，表示元素数目(argc就起这个作用)

2， 赋予数组最后一个元素一个特殊的值，提示他是数组的尾部（字符串结尾的‘/0’字符就是起这个作用）。这个特殊值必须不会做为正常的元素值在数组中出现。



7．4 使用指针向函数传递一个多维数组

C语言无法表达“这个数组的边界在不同的调用中可以变化”这个概念。C语言必须知道数组边界，从而为下标引用产生正确代码。

二维或多维数组无法在C语言中作一般的形参。无法向函数传递一个普通的多维数组。

可以向函数传递预先确定长度的特殊数组。



方法1，my_function( int my_array[10][20] );//只能处理10行20列的数组。调用时参数也要匹配

方法2，my_function( int my_array[][20] );//只能处理20列的数组，调用时参数也要匹配

由于必须提供数组除最左边一维以外的所有维的长度，所以形参只能省略第一个长度。

方法3，my_function( char **my_array，…… );

此方法使用前提，必须在调用之前将二维数组改为一个指向向量的指针数组。必须是指针数组，而且必须是指向字符串的指针数组。



总结：如果多维数组各维的长度是一个完全相同的固定值，那么把它传给一个函数毫无问题。如果情况更一般些，也更常见一些，就是作为函数的参数的数组的长度是任意的，分析如下：

1， 一维数组——没有问题，但须包括一个计数值或者是一个能够标识越界位置的结束符。被调用的函数无法检测数组参数的边界。

2， 二维数组——不能直接传递给寒暑，但可以把矩阵改写为一个一维的指针数组，并使用相同的下标表示法。对于字符串来说，这样是可以的，对于其他类型，需要增加一个计数值或者能够标识越界位置的结束符。同样，他依赖于调用函数和被调用函数之间的约定。

3， 三维或更多维——都无法使用。必须把它分解为几个维数更少的数组。

例1：

int main( int argc, char *argv[] )//由于字符串以’/0’作为结束标志，所以只需要一个argc计数有多少个字符串即可。

例2：

int arr[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};//将要进行传递的二维数组

做法1：

int *p[2] = {arr[0],arr[1]};将二维数组改造成指针数组，每个指针指向一个一维数组

void fun(int rownum,int colnum,int *array[])；

fun(2,3,p);//传递一个二维数组必须在传递之前将其转化为一个指针数组，传递时还要传递该二维数组的行数和列数。

做法2：

int *p[3] = {arr[0],arr[1]，NULL};将二维数组改造成指针数组，每个指针指向一个一维数组

void fun(in