深入理解指针(2)

数组名的理解

在上一个章节中,我们在使用指针访问数组的内容时有这样一句代码

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 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]的方式拿到了数组第1个元素地址。但是其实数组名本来就是地址,而且是数组首元素的地址。

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#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;
}

我们发现数组名和数组首元素的地址打印出来的结果一模一样,数组名就是数组首元素的地址。

这时候有人会疑问,数组名如果是首元数的地址,那下面的代码怎么理解?

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#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,那输出应该是4或者8才对,其实数据名就是数组首元素的地址是对的,但是有两个例外

sizeof(数组名),sizeof中单独放数组名,这里的数组是整个数组,计算的是整个数值的大小,单位是字节

&数组名,这里的数组名表示整个数组,取出的是整个数字的地址

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

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#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;
}

三个打印一模一样,那arr和&arr有什么区别

复制代码
#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[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;
}

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都是首元素地址,+1就是跳过一个元素

但是&arr和&arr+1相差40个字节,这是因为&arr是数组的地址,+1操作是跳过整个数组的,数组名是数组首元素的地址,但是有两个例外

使用指针访问数组

有了前面知识的加持,再结合数组的特点,我们可以很方便使用指针访问数组

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#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int* p = arr;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", p + i);
	}
	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?

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#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int* p = arr;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", p + i);
	}
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
	return 0;
}

在第输出打印的地方,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。

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,这里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,那我们可以把数组传给⼀个函数后,函数内部求数组的元素个数吗?

复制代码
#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;
}

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

复制代码
void test1(int arr[])
{
	printf("%d\n", sizeof(arr));
}

void test2(int* arr)

{
 printf("%d\n", sizeof(arr));

}
#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	test1(arr);
	test2(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。

冒泡排序

复制代码
void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
	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;
			}
		}
	}
}
#include<stdio.h>
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);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

另一个版本

复制代码
void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz - 1; i++)
    {
        int flag = 1;
        int j = 0;
        for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                flag = 0;
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
        if (flag == 1)
              break;
    }
}
#include<stdio.h>
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);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

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?答案是二级指针

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#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	int** ppa = *pa;
	return 0;
}

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

复制代码
 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

复制代码
 **ppa = 30;
  //等价于*pa = 30; 
 //等价于a = 30; 

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

指针数组的每个元素是地址,⼜可以指向⼀块区域

指针数组模拟二维数组

复制代码
#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 };
	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。

上述的代码模拟出非维数组的效果,实际上并非完全是二维数组,因为每⼀行并非是连续的

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