C++自学笔记---指针在数组遍历中的应用

指针在数组遍历中的应用

在这一篇文章中，我们可以看到指针在数组遍历中的具体应用例子。

1. 赋值

我们要创建一个将数组的所有元素赋值为 1 的函数，并使用解引用运算符来访问数组元素.

代码为：

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void fill_zero(int* p, int n);  // 把 0 赋给数组 p 的前 n 个元素

int main() {
    // 定义一个数组
    int x[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int x_size = sizeof(x) / sizeof(x[0]);  // 计算数组的元素个数

    // 调用函数，将数组 x 的所有元素设置为 0
    fill_zero(x, x_size);

    // 输出结果
    cout << "把 1 赋给了所有元素。\n";
    for (int i = 0; i < x_size; i++) {
        cout << "x[" << i << "] = " << x[i] << '\n';
    }

    return 0;
}

// 函数实现：把 0 赋给数组 p 的前 n 个元素
void fill_zero(int* p, int n) {
    while (n-- > 0) {  // 循环直到 n 为 0
        *p = 1;         // 将当前元素设置为 0
        p++;            // 指针移动到下一个元素
    }
}

重点我们看一下这个函数 fill_zero(int* p, int n) 是如何定义的：

cpp 复制代码

void fill_zero(int* p, int n) {
    while (n-- > 0) {  // 循环直到 n 为 0
        *p = 1;         // 将当前元素设置为 0
        p++;            // 指针移动到下一个元素
    }

while (n-- > 0) 是一个常见的循环结构，用于遍历数组。
n-- 的作用 ：n-- 是后缀递减操作符，表示先使用 n 的当前值，然后再将 n 减 1。

例如，初始时 n = 5，n-- 的值为 5，然后 n 变为 4。
循环条件 ：n-- > 0 表示只要 n 大于 0，循环就继续执行。每次循环结束后，n 会自动减 1。
循环过程： 初始时，n 是数组的元素个数（这里是 5）。每次循环中，*p = 0 将当前指针指向的元素设置为 0。p++ 将指针移动到下一个元素。当 n 减到 0 时，循环结束。

2. 线性查找

我们要写一个函数，这个函数能验证某个特定值的元素是否包含在数组中的程序。

代码1为：

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
int seq_search(int* a, int n, int key);

int main() {
    int key, idx;
    int x[7];
    int x_size = sizeof(x) / sizeof(x[0]);  // 计算数组的元素个数

    // 输入数组元素
    for (int i = 0; i < x_size; i++) {
        cout << "x[" << i << "] : ";
        cin >> x[i];
    }

    // 输入要查找的值
    cout << "查找值:";
    cin >> key;

    // 调用线性查找函数
    if ((idx = seq_search(x, x_size, key)) != -1) {
    //这里比较复杂，把函数seq_search的返回值赋值给idx，然后再判断是否不等于-1
        cout << "具有该值的元素为 x[" << idx << "]." << endl;
    } else {
        cout << "没有找到。" << endl;
    }

    return 0;
}

// 函数实现：线性查找
int seq_search(int* a, int n, int key) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (*a++ == key) {  // 检查当前元素是否等于目标值
            return i;       // 返回目标值的位置
        }
    }
    return -1;  // 如果未找到目标值，返回 -1
}

该函数的指针在内存中变化如下图所示：

这里只运用了一个指针a，既是数组名，又是指针名，相当于隐式指针，如果我们运用显示指针p呢？

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
int seq_search(int* a, int n, int key);

int main() {
    int key, idx;
    int x[7];
    int x_size = sizeof(x) / sizeof(x[0]);

    for (int i = 0; i < x_size; i++) {
        cout << "x[" << i << "] : ";
        cin >> x[i];
    }

    cout << "查找值:";
    cin >> key;

    if ((idx = seq_search(x, x_size, key)) != -1)
        cout << "具有该值的元素为 x[" << idx << "]." << endl;
    else
        cout << "没有找到。" << endl;

    return 0;
}

// 函数实现：线性查找（第 2 版）
int seq_search(int* a, int n, int key) {
    int* p = a;
    while (n-- > 0) {
        if (*p == key)
            return p - a;
        else
            p++;
    }
    return -1;
}

这两版代码的不同点如下

循环结构：
第 1 版：使用 for 循环，索引变量 i 从 0 到 n-1。
第 2 版：使用 while 循环，通过 n-- > 0 控制循环次数。
指针操作：
第 1 版：在 if 条件中使用 *a++，同时检查值并移动指针。
第 2 版：显式地定义指针 p，并在循环中手动移动指针 p++。
返回值计算：
第 1 版：直接返回索引 i。
第 2 版：返回指针差值 p - a，计算当前元素的索引。

第 2 版通过显式指针操作提供了更多的灵活性，特别是在处理复杂数据结构时。第 2 版在某些情况下可能更高效，因为它避免了隐式操作。