C/C++ 基础笔记（五）

本篇核心知识：指针数组与数组指针、复杂类型分析、const 与指针、运算符优先级 / 结合性、数组定义与指针访问、C 与 C++ const 差异

一、运算符优先级与结合性

概念

优先级决定表达式运算顺序，结合性决定同级运算执行方向，直接影响指针、数组表达式的正确性。

特性

优先级排序 ：() > [] > * > 算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算符 > 赋值运算符
结合性
- ()、[]：左结合
- *、&、const：右结合
影响：忽视规则会导致数组元素访问、指针解引用错误，是解题高频易错点。

代码示例

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int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int *p = arr;
// 优先级：[] > * → *(p+2) 等价于 p[2]，正确访问元素
cout << *(p+2) << endl; // 输出3

相似概念比较：优先级 vs 结合性

优先级：决定谁先算，高优先级先执行。
结合性：优先级相同时，决定从哪边算（左→右 / 右→左）。

二、数组定义、初始化与指针访问

概念

数组是相同类型数据的有序集合，指针可直接操作数组地址，实现灵活访问。

特性

数组定义 ：类型数组名[长度]，长度为整型常量，不可用变量。
数组初始化
- 完整初始化：int arr[5] = {1,2,3,4,5}
- 省略长度：int arr[] = {1,2,3}（自动匹配元素个数）
- 部分初始化：剩余元素默认补 0
指针访问数组
- 数组名 = 首元素地址（常量指针，不可修改）
- 等价访问：arr[i] == *(arr+i) == *(p+i)（p 为指向数组的指针）
数组名本质 ：const指针（*const类型），可访问修改元素，不可赋值、自增自减。

代码示例

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// 定义并初始化数组
int arr[5] = {10,20,30,40,50};
// 指针指向数组首元素
int *p = arr;
// 指针访问元素
cout << p[1] << endl;    // 20
cout << *(p+3) << endl;   // 40
// 错误：数组名不可修改
// arr = nullptr;

三、指针数组 vs 数组指针（必考）

概念

指针数组是存指针的数组 ，数组指针是指向整个数组的指针，核心区别靠括号区分。

特性

1. 指针数组

定义：类型 *数组名[长度]
本质：数组，元素为指针
访问：数组名[i]（指针）、*数组名[i]（指向的值）

2. 数组指针

定义：类型 (*指针名)[长度]
本质：指针，指向一个完整数组
访问：(*指针名)[i]（数组元素）
特性：指针 + 1 跳过整个数组长度（数组指针特有）

代码示例

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// 1. 指针数组：5个int*指针
int *pArr[5];
int a = 1, b = 2;
pArr[0] = &a;
pArr[1] = &b;
cout << *pArr[0] << endl; // 1

// 2. 数组指针：指向int[5]数组
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int (*p)[5] = &arr;
cout << (*p)[2] << endl;  // 3

相似概念比较：指针数组 vs 数组指针

指针数组：数组，元素是指针，[]优先级高于*。
数组指针：指针，指向数组，括号改变优先级，() > []。

四、复杂类型分析（做题必考）

概念

拆解多层指针、数组嵌套类型，确定变量本质、指向类型及内存大小。

特性

核心规则 ：去掉变量名，剩余部分即类型；优先级() > [] > *。
拆解方法：
- 数组：从外到内逐层降维
- 指针：逐个解引用，直到基础类型（int/char）
大小判断：指针占 4/8 字节；数组大小 = 元素个数 × 单个元素字节数。

代码示例

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// 类型：指向int[2][3]的指针
int (*p)[2][3];
cout << sizeof(p) << endl;    // 8字节（指针大小）
cout << sizeof(*p) << endl;   // 24字节（int[2][3]）
cout << sizeof(**p) << endl;  // 12字节（int[3]）
cout << sizeof(***p) << endl; // 4字节（int）

五、const 与指针（超级重点）

概念

const修饰指针，限制指针指向或指向内容的修改，分三种核心类型，C 与 C++ 规则有差异。

特性

1. const 基础

作用：修饰变量，使其只读，定义必须初始化，值后续不能修改。
等价写法：const int a = int const a。

2. const 指针三种形式

① 指向常量的指针 （const int *p / int const *p）

含义：不能通过 p 修改指向的值，指针指向可改
用途：保护被指向数据

② 指针常量 （int *const p）

含义：指针指向不可改，指向的值可改
用途：固定指针指向
注释：int型指针不能指向const int型数据地址、const int型指针可以指向int型数据，但不能解析指针修改值

③ 指向常量的指针常量 （const int *const p）

含义：指针指向、指向的值均不可改，完全只读

3. C vs C++ 差异

C++：严格类型匹配，普通指针不能指向 const 变量（编译报错）
C：允许隐式转换，普通指针可指向 const 变量（不安全）

4. 变量初始化要求

C++ 中const变量 / 指针必须初始化，否则无默认值，无法使用。

代码示例

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int a = 10, b = 20;
// 1. 指向常量的指针
const int *p1 = &a;
// *p1 = 100; // 错误：不能修改值
p1 = &b;     // 正确：可改指向

// 2. 指针常量
int *const p2 = &a;
*p2 = 100;   // 正确：可改值
// p2 = &b;   // 错误：不能改指向

// 3. 指向常量的指针常量
const int *const p3 = &a;
// *p3 = 200; // 错误
// p3 = &b;   // 错误

相似概念比较：三种 const 指针

const int *p：值只读，指向可变（保护数据）。
int *const p：指向只读，值可变（固定地址）。
const int *const p：全只读（最严格）。

六、数组复制与修改权限

概念

数组作为特殊变量，复制和修改受常量属性限制，本质为常量指针。即int * const类型，指向int，指向的数据可修改，自己不能被修改

特性

复制：数组整体不可直接赋值复制，需遍历元素或用内存函数。
修改：数组名是const指针，不可修改自身地址，但可修改数组内元素值。
权限本质 ：数组具有只读地址、读写元素的权限。

代码示例

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int arr1[3] = {1,2,3};
int arr2[3];
// 错误：数组不可直接赋值复制
// arr2 = arr1;
// 正确：遍历复制元素
for(int i=0; i<3; i++) arr2[i] = arr1[i];
// 正确：修改元素值
arr1[0] = 10;