C语言学习笔记-初阶（30）深入理解指针2

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];

这里我们使用 &arr[0] 的方式拿到了数组第⼀个元素的地址，但是其实数组名本来就是地址，而且 是数组首元素的地址，我们来做个测试。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
 printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
 printf("arr = %p\n", arr);
 return 0;
}

输出结果：

我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样，数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址。

这时候有同学会有疑问？数组名如果是数组首元素的地址，那下面的代码怎么理解呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
 printf("%d\n", sizeof(arr));
 return 0;
}

输出的结果是：40，如果arr是数组首元素的地址，那输出应该的应该是4/8才对。

其实数组名就是数组首元素(第⼀个元素)的地址是对的，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。

这时有好奇的同学，再试⼀下这个代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
 printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
 printf("arr = %p\n", arr);
 printf("&arr = %p\n", &arr);
 return 0;
}

三个打印结果⼀模⼀样，这时候又纳闷了，那arr和&arr有啥区别呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
 printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
 printf("&arr[0]+1 = %p\n", &arr[0]+1);
 printf("arr = %p\n", arr);
 printf("arr+1 = %p\n", arr+1);
 printf("&arr = %p\n", &arr);
 printf("&arr+1 = %p\n", &arr+1);
 return 0;
}

输出结果：

&arr[0] = 0077F820
&arr[0]+1 = 0077F824
arr = 0077F820
arr+1 = 0077F824
&arr = 0077F820
&arr+1 = 0077F848

这里我们发现&arr[0]和&arr[0]+1相差4个字节，arr和arr+1 相差4个字节，是因为&arr[0] 和 arr 都是首元素的地址，+1就是跳过⼀个元素。

但是&arr 和 &arr+1相差40个字节，这就是因为&arr是数组的地址，+1 操作是跳过整个数组的。

到这里大家应该搞清楚数组名的意义了吧。

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

有了前面知识的支持，再结合数组的特点，我们就可以很方便的使用指针访问数组了。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 //输⼊
 int i = 0;
 int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 //输⼊
 int* p = arr;
 for(i=0; i<sz; i++)
 {
 scanf("%d", p+i);
 //scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
 }
 //输出
 for(i=0; i<sz; i++)
 {
 printf("%d ", *(p+i));
 }
 return 0;
}

这个代码搞明白后，我们再试一下，如果我们再分析一下，数组名arr是数组首元素的地址，可以赋值给p，其实数组名arr和p在这⾥是等价的。那我们可以使用arr[i]可以访问数组的元素，那p[i]是否也可以访问数组呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 //输⼊
 int i = 0;
 int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 //输⼊
 int* p = arr;
 for(i=0; i<sz; i++)
 {
 scanf("%d", p+i);
 //scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
 }
 //输出
 for(i=0; i<sz; i++)
 {
 printf("%d ", p[i]);
 }
 return 0;
}

在第18行的地方，将*(p+i)换成p[i]也是能够正常打印的，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？

#include <stdio.h>
void test(int arr[])
{
 int sz2 = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 printf("sz2 = %d\n", sz2);
}
int main()
{
 int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
 int sz1 = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 printf("sz1 = %d\n", sz1);
 test(arr);
 return 0;
}

输出的结果：

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。

void test(int arr[])//参数写成数组形式，本质上还是指针
{
 printf("%d\n", sizeof(arr));
}
void test(int* arr)//参数写成指针形式
{
 printf("%d\n", sizeof(arr));//计算⼀个指针变量的⼤⼩
}
int main()
{
 int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
 test(arr);
 return 0;
}

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

冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较。

//⽅法1
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
 int i = 0;
 for(i=0; i<sz-1; i++)
 {
     int j = 0;
     for(j=0; j<sz-i-1; j++)
     {
         if(arr[j] > arr[j+1])
         {
             int tmp = arr[j];
             arr[j] = arr[j+1];
             arr[j+1] = tmp;
         }
     }
 }
}

int main()
{
 int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
 int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 bubble_sort(arr, sz);

 for(i=0; i<sz; i++)
 {
 printf("%d ", arr[i]);
 }
 return 0;
}

//⽅法2 - 优化
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
 int i = 0;
 for(i=0; i<sz-1; i++)
 {
 int flag = 1;//假设这⼀趟已经有序了
 int j = 0;
 for(j=0; j<sz-i-1; j++)
 {
 if(arr[j] > arr[j+1])
 {
 flag = 0;//发⽣交换就说明，⽆序
 int tmp = arr[j];
 arr[j] = arr[j+1];
 arr[j+1] = tmp;
 }
 }
 if(flag == 1)//这⼀趟没交换就说明已经有序，后续⽆序排序了
 break;
 }
}
int main()
{
 int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
 int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 bubble_sort(arr, sz);
 for(i=0; i<sz; i++)
 {
 printf("%d ", arr[i]);
 }
 return 0;
}

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。

对于二级指针的运算有：

• *ppa 通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的是 pa ， *ppa 其实访问的就是 pa .

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。

指针数组的每个元素都是⽤来存放地址（指针）的。

如下图：

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

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr1[] = {1,2,3,4,5};
 int arr2[] = {2,3,4,5,6};
 int arr3[] = {3,4,5,6,7};
 //数组名是数组⾸元素的地址，类型是int*的，就可以存放在parr数组中
 int* parr[3] = {arr1, arr2, arr3};
 int i = 0;
 int j = 0;
 for(i=0; i<3; i++)
 {
 for(j=0; j<5; j++)
 {
 printf("%d ", parr[i][j]);
 }
 printf("\n");
 }
 return 0;
}

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。