C语言入门，深入理解指针（3）

前言

在 C 语言的学习过程中，指针和数组始终是两道绕不开的门槛。很多初学者在掌握了基本语法之后，一遇到「数组名到底是不是首元素的地址」「为什么函数内部算不出数组长度」这类问题，就会陷入困惑。究其原因，往往是对数组名的本质、指针与数组之间的等价关系，以及传参时的底层机制缺乏系统性的理解。

本文将从数组名的本质讲起，逐步深入到指针访问数组、一维数组传参、冒泡排序、二级指针、指针数组，最后用指针数组模拟二维数组，把这一系列容易混淆的知识点串成一条清晰的脉络。希望通过这篇文章，能帮你真正打通指针与数组之间的「任督二脉」。

目录

• [1. 数组名的理解](#1. 数组名的理解)
• [2. 使用指针访问数组](#2. 使用指针访问数组)
• [3. 一维数组传参的本质](#3. 一维数组传参的本质)
• [4. 冒泡排序](#4. 冒泡排序)
• [5. 二级指针](#5. 二级指针)
• [6. 指针数组](#6. 指针数组)
• [7. 指针数组模拟二维数组](#7. 指针数组模拟二维数组)

1.数组名的理解

今天，我将彻底讲清楚关于数组名的全部知识，在之前我讲到过数组名是首元素的地址，但是这个是对的吗？有没有人发出过疑问呢？

我先来验证一下这个问题，我先写一个代码，要求将arr和&arr0的地址打印一下，进行比对：

得到运行结果，我发现2个地址一样，证明了数组名是首元素这个说法，但是遇到下面一段代码怎么解释呢？

运行结果：

这里若理解成首元素的地址的话，那sizeof括号里面应该是一个整型，在不同的环境下，结果输出的应该是4或8，但是为什么不是这个结果呢？

实际上，在C语言中，关于数组名不被认为是首元素的有2种特殊情况：

第1种情况：sizeof(数组名) ：括号内单独放数组名，这里表示整个数组，所以计算的是这个数组的大小。

第2种情况：&数组名 ：单独对数组名进行取地址，这里表示整个数组，所以取地址取出的是整个数组的地址。

但当我实际去验证时，发现首元素的地址居然和整个数组的地址的值上是一样的。

因为整个数组就是从第一个元素开始存放的，所以地址才会一样。

实际上，当我让它们在原来的基础上都加上1，这时候就可以看出它们的区别了。

arr和&arr0在加上1后，地址跳过了4个字节，+1操作跳过1个元素；&arr在加上1后，地址由末尾数字88变成了98，增加了10，10在16进制转换下，相当于16个字节，说明地址跳过了16个字节，+1操作跳过整个数组，就是因为数组的类型与首元素的类型不一样，导致跳过的字节数不一样。

2.使用指针访问数组

彻底讲清楚数组名的理解之后，是不是对数组有了更深入的理解了，下面我们就来使用指针来写一段代码来访问一下数组：

理解了这么一段代码后，我们回顾一下之前访问数组的时候，是使用下标来实现访问的，如下图：

我们试着想一下，当首元素的地址arr赋值给p时，是不是代表arr和p是等价的，那我们既然可以用arri访问数组的元素，那么我们是否可以用pi来访问数组的元素呢？

显然是可以的，那么也就说明p+i换成arr+i也是可以的，我们总结出了如下等价关系：

不管是数组形式，还是指针形式，最终都会被编译器转化为指针形式去运行。

3.一维数组传参的本质

我们学过了数组，在之前讲过数组也是可以作为参数，传递给函数的，而在今天我们要讲解一下数组传参的本质。

首先从一个问题开始，在之前我们都是在函数外部去计算数组的元素的个数，那我们今天想要将数组传参，在函数内部去完成数组的元素个数的计算可以吗？说干就干，我们写出以下代码：

但是当我一运行，显示出来的结果却是：

代码能正常运行，说明代码没有问题，是不是我们的逻辑出现了问题，当我们回看分析代码时，我发现我们在函数的调用时，函数传参传的虽然是数组名，但是这里不属于我们前面讲到的数组名看成整个数组的2种情况，既然我们传的不是整个数组，那么传递的就是首元素的地址，当我进入函数的内部进行查看时，反向推导以下，一个整型元素是4个字节，那么sizeof(arr0)=4，sz2=2，计算出sizeof(arr)等于8，为什么会是8个字节呢？

原因是我在x64的环境底下，1个指针变量的大小是8，刚好对应上sizeof(arr)求的8，这也就说明了数组传参传递的是首元素的地址，所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接受首元素的地址，那也就得出在函数内部sizeof(arr)计算的是一个地址的大小，而不是求数组元素个数，所以在函数内部是没办法求数组元素个数的。

解决办法：可以在函数外部算好数组元素个数，通过传值调用进入函数内部使用

4.冒泡排序

学到这里时，我们就要来学习一种新的算法了，名字叫做冒泡排序

冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较。

前2趟排序，如下图：

写出代码如下：

我们举的例子比较极端，是一组降序的数字，但是当我们遇到的不是这样的一组数字时，代码效率就降低了，那我们该怎么样去优化一下代码呢？

我们最后得到的结果满足的条件是：在一趟内，若没有任何一对数字发生交换，就说明这组数字已经是升序了。

从这个思路出发，我最终改进代码如下：

5.二级指针

我们在之前已经学过一级指针了，一级指针变量存放的是变量的地址，那指针变量也是变量，指针变量的地址也要用一个指针变量给存放起来，这时候就要用到我们的二级指针了，如下图：

下面是对二级指针类型及含义解释：

那么我们能否通过二级指针来得到变量的值呢？其实是可以的，我们写一段代码来验证一下：

解释：* ppa通过对ppa中的地址进行解引用，得到pa，其实是a的地址；**ppa再对pa进行解引用操作，得到a的值

运行结果：

结论：二级指针变量是用来存放一级指针变量的地址的

6.指针数组

接下来我们来学习指针数组，有人就会发出疑问了，指针数组是指针还是数组呀？

我们结合以前学过的知识来类比一下，整型数组：存放整型的数组；字符数组：存放字符的数组；那么，指针数组就是存放指针的数组喽，实际上就是这样的：

指针数组的类型是指针类型，如int*、char*等

那么知道了指针数组，有什么用呢？

7.指针数组模拟二维数组

运行结果：

画图演示：

上述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。

总结

回顾整篇文章，我们围绕「指针与数组」这一主题，梳理了以下几个核心知识点：

1. 数组名的本质 ：绝大多数情况下，数组名代表首元素的地址；但存在两种特殊情况------sizeof(数组名) 和 &数组名 表示的是整个数组。通过 +1 操作观察地址跳过的字节数，可以直观地体会到数组类型与元素类型的区别。
2. 指针访问数组 ：arr[i] 与 *(arr + i) 在本质上是等价的，编译器最终都会将其转化为指针形式进行运算，这为后续灵活使用指针打下了基础。
3. 一维数组传参的本质 ：数组传参传递的是首元素的地址，因此在函数内部无法通过 sizeof(arr) 求得数组元素个数，需要在函数外部计算后传入。
4. 冒泡排序：通过两两相邻元素比较实现排序，并利用「一趟内无交换即已有序」的思路对算法进行优化，提升效率。
5. 二级指针：用于存放一级指针变量的地址，通过两次解引用可以逐层访问到最终变量的值。
6. 指针数组 ：本质是存放指针的数组，其元素类型为指针类型（如 int*、char*）。
7. 指针数组模拟二维数组：利用指针数组可以模拟出二维数组的访问效果，但每一行在内存中并不连续，与真正的二维数组存在差异。

指针与数组是 C 语言中极具魅力的部分，理解它们的本质，不仅能让你写出更灵活的代码，更能为后续学习链表、动态内存管理等进阶内容奠定坚实的基础。希望这篇文章能对你有所帮助，也欢迎在评论区交流你的疑问与心得。