前言
指针的数组是指数组中的元素都是指针类型,它们指向某种数据类型的变量。
1. 数组名的理解
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。
这时候有读者可能会有疑问?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。
可以再试一下这个代码:
#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]);//我们也可以使用i[p] ,编译器会编译成*(i + P) 和* (p + i )同理
}
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
数组是可以传递给函数的。
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,上篇文章我讲了: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——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。