C语言深度复习【数组和指针】

一.数组和指针

[1.1 数组指针](#1.1 数组指针)

[1.2 指针数组](#1.2 指针数组)

[1.3 函数指针](#1.3 函数指针)

[1.4 const和指针](#1.4 const和指针)

[1.5 sizeof和指针和数组](#1.5 sizeof和指针和数组)

[1.6 strlen和字符数组](#1.6 strlen和字符数组)

一.数组和指针

1.1 数组指针

一个数组指针实际上是指指向数组的指针。当你有一个数组类型作为函数参数时，它在函数内部被当作一个指针来处理。

例如，int (*pArray)[10] 声明了一个指向含有10个整数的数组的指针。

[ ] 的优先级要高于*号的，所以必须加上（）来保证p先和*结合

通常用于函数参数，以传递整个数组。由于数组在函数参数中退化为指针，返回数组的函数可以返回一个数组指针

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int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int (*pArray)[10] = &arr; // pArray是一个指向含有10个整数的数组的指针

1.2 指针数组

一个指针数组是一个数组，其元素是指针。

例如，int *pointerArray[5] 声明了一个包含5个指向整数的指针的数组。

当你需要一个可以动态改变其元素的数组时使用，每个元素可以独立地指向不同的数据或内存地址

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int numbers[] = {0, 1, 2, 3, 4};
int *pointerArray[] = {&numbers[0], &numbers[1], &numbers[2], &numbers[3], &numbers[4]};

1.3 函数指针

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return_type (*pointer_name)(parameter_list);

return_type 是函数返回值的数据类型。

pointer_name 是指针变量的名称。

parameter_list 是函数参数的列表，包括参数的类型和顺序。

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#include<stdio.h>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}

int main()
{
	int (*function_ptr)(int, int);// 声明一个函数指针
	function_ptr = add;//将函数指针指向 add 函数
	printf("%d\n", function_ptr(3, 5));// 通过函数指针调用 add 函数
	function_ptr = sub;
	printf("%d\n", function_ptr(3, 5));
}

1.4 const和指针

const type *ptr; 表示指针指向的数据是常量，但指针本身可以改变。

type *const ptr; 表示指针本身是常量，但可以通过指针修改数据。

const type *const ptr; 表示指针本身和指向的数据都是常量。

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int main()
{
	const int num = 10;
	const int* ptr = &num;
	// *ptr = 20; // 错误：不能通过指向常量的指针修改数据

	int num2 = 10;
	int num3 = 20;
	int* const ptr1 = &num2;
	// ptr1 = &num3; // 错误：不能改变指针的值
	*ptr1 = 30; // 正确：可以通过指针修改数据
	
	const int num4 = 10;
	const int* const ptr2 = &num4;
	// ptr2 = &some_other_int; // 错误：不能改变指针的值
	// *ptr2 = 20; // 错误：不能通过指向常量的指针修改数据
}

1.5 sizeof和指针和数组

sizeof 对于数组返回整个数组的大小。

sizeof 对于指针返回指针本身的大小。

对于指向数组的指针，sizeof 在编译时返回指针的大小，而在运行时返回数组的大小。

sizeof 对于指针数组返回整个指针数组的大小。

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void func(int arr[10]) 
{
	printf("%zu\n", sizeof(arr)); // 这里输出的是指针的大小，不是数组的大小
}

int main()
{
	int arr[10];
	printf("%zu\n", sizeof(arr)); // 输出整个数组的大小，这里是 10 个 int 的大小

	func(arr);

	int* p;
	printf("%zu\n", sizeof(p)); // 输出指针的大小，通常是 4 或 8 个字节

	int array[10];
	int(*ptr)[10] = &array;
	printf("%zu\n", sizeof(*ptr)); // 输出数组的大小
	printf("%zu\n", sizeof(ptr));  // 输出指针的大小

	int* arr1[10] ;
	printf("%zu\n", sizeof(arr1)); // 输出指针数组的大小
}

1.6 strlen和字符数组

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size_t strlen(const char *str);

strlen 是 C 语言标准库函数，定义在 <string.h> 头文件中，用于计算一个以空字符**'\0' 结尾****的字符串的长度。strlen 函数不计算终止的空字符。**
当您有一个字符数组并且该数组存储了一个字符串时，您可以使用 strlen 来获取字符串的长度。

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#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char myString[] = "Hello, World!";
    size_t length = strlen(myString); // 计算字符串长度，不包括终止的 '\0'
    printf("长度为: %zu\n", length);
    return 0;
}

注意事项：

strlen 只能用于以空字符 '\0' 结尾的字符串。如果字符数组中没有空字符，strlen 可能会进入无限循环，因为它会尝试找到字符串的结束标志。

strlen 函数的时间复杂度是 O(n)，其中 n 是字符串的长度，因为它需要逐个字符检查直到找到空字符。