C语言指针详解-包过系列（二）目录版

1、数组名的深入理解

1.1、数组名的本质

数组名的本质其实就是数组首元素的地址。我们以下面的代码测试为例：

#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]);//取数组首元素地址printf("arr     = %p\n ", arr);//取数组数组名return 0;
}

可见二者一模一样，故验证了数组名即为数组首元素地址。
但是可能会有读者提出以下质疑：

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};printf("%d", sizeof(arr));return 0;
}

若数组名 arr 表示的是数组首元素的地址的话，那么输出结果应当为一个地址的大小，也就是4/8字节。这就涉及到了数组名是数组首元素地址的两个例外了，请见 1.2 。

1.2、数组名本质的两个例外

1.2.1、sizeof（数组名）

在关键字 sizeof 中单独放入数组名时，这个数组名表示的是整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节。如上 1.1 中所示。
注意：只有是单独放入数组名时，数组名才表示整个数组，其余情况下均是计算数据类型大小。
如下面代码所示：

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};printf("%d", sizeof(arr + 1));//此时 arr 就又恢复成数组首元素的地址了return 0;
}

在 x86 环境下的运行结果：

在 x64 环境下的运行结果:

如上所示，当sizeof内部非单独放置数组名时，sizeof 计算的就是对应运行环境的地址的大小。

1.2.2、&数组名

&数组名 ，这里的数组名表示的是整个数组，取出的是整个数组的地址（注意：整个数组的地址与数组首元素地址是有区别的）
我们通过下面代码的演示使大家对此有更加清晰的认识。

#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;
}

我们发现三个输出结果完全一样。不急，我们通过对地址进行加减整数运算来使他们原形毕露。演示如下：

#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;
}

通过上述演示我们发现，在 x86 环境下，&arr[0] 和 &arr[0] + 1 之间相差4字节，arr 与 arr + 1 也是相差4字节。这是因为二者均表示首元素的地址， + 1 也就是跳过一个元素。
但是 &arr 和 &arr + 1 则相差40个字节，这就是因为 &arr 表示的是整个数组的地址，+ 1 操作是跳过整个数组的。

2、使用指针访问数组

由上文我们可知数组名表示数组首元素的地址，那么数组名加整数就可以访问首元素后面的元素。
请看下面代码：

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };int i = 0;size_t sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* parr = arr;//将数组首元素地址存储到指针 parr 中//输入for (i = 0; i < sz; i++){scanf("%d", parr + i);//遍历数组地址//注意，这里parr+i就已经表示数组对应下标元素的地址了，&parr+i表示的就是指针变量parr的地址加减整数了。//scanf("%d", arr + i);也可以这样写}//输出for (i = 0; i < sz; i++){printf("parr[%d] = %d\n", i, *(parr + i));//输出数组元素}return 0;
}

在这里我们补充一点数组 arr[ i ] 在编译前系统会将其转化为 *（arr + i） 然后再进行编译。

由上所述，我们进一步分析，数组名 arr 是首元素地址，可以赋值给 parr ，其实数组名 arr 和 parr 在这里是等价的。既然我们可以使用 arr[i] 访问数组，那 parr[i]也应该能访问数组。如下演示：

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };int i = 0;size_t sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* parr = arr;//将数组首元素地址存储到指针 parr 中//输入for (i = 0; i < sz; i++){scanf("%d", parr + i);}//输出for (i = 0; i < sz; i++){printf("parr[%d] = %d\n", i, parr[i]);//等价于arr[i]}return 0;
}

综上，我们可以总结出以下四点：
1、数组就是数组，是一块连续的空间（与数组大小，数组元素个数，数组元素类型都有关系）
2、指针变量就是指针变量，是一个变量（4/8bytes）
3、数组名除两个特例外，表示的都是数组首元素的地址
4、可以使用指针来访问数组，数组在系统编译时转化的内容就是指针。

3、一维数组传参本质

在之前函数章节，我们已经讲过数组可以作为参数传递给函数，在本节我们讲述一下数组传参本质。
我们先用一个问题来作引，我们之前在函数外部计算过数组元素的个数，在本节我们不妨尝试在函数内部计算求数组元素个数。

#include<stdio.h>void test(int arr[])
{size_t sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz2 = %d\n", sz2);
}int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };size_t sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz1 = %d\n", sz1);test(arr);return 0;
}

在 x86 环境下的结果：

我们可见 sz2 的值并不等于 sz1 。这就涉及到数组传参的本质了。数组传参的时候传递的是数组名，也就是数组首元素的地址。
所以函数形参部分理论上应当使用指针来接收数组首元素地址。故在函数内部我们所写的sizeof(arr)计算的其实是地址的大小在 x86 环境下就是4字节。sizeof(arr[0])计算的是数组首元素的大小即int类型，大小为4字节。故 sz2 的结果为1.
补充：在x64环境下的运行结果：

sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) == 8/4 == 2

在 x64 环境下地址的大小为8字节。

#include<stdio.h>void test(int* arr)
{printf("%d\n", sizeof(arr));//计算一个指针变量的大小
}int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };size_t sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算数组内元素个数多少。printf("sz1 = %d\n", sz1);test(arr);return 0;
}

综上所述，我们总结出以下两点：
1、数组传参的本质是传递了数组首元素的地址，所以形参访问的数组和实参的数组是同一个数组。故在形参数组中更改数组内容也会更改实参数组中的内容（传址调用由此区别于传值调用）。
2、形参的数组是不会再单独创建空间，所以形参的数组是可以省略数组大小的。

4、二级指针

4.1、二级指针介绍

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于何处？这就涉及到二级指针。

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 0;int* p = &a;//一级指针p存储a的地址int** pp = &p;//二级指针存储p的地址printf("p = %p\n", p);printf("pp = %p\n", pp);return 0;
}

4.2、二级指针运算

1、*pp 通过对 pp 中地址的解引用，如此找到 p ，*pp访问的就是 p

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 0;int b = 10;int* p = &a;//一级指针p存储a的地址int** pp = &p;//二级指针存储p的地址*pp = &b;//通过解引用更改一级指针 p 所指向的对象printf("%d", *p);return 0;
}

2、**pp 先通过*pp 找到 p 然后再通过对 p 解引用找到 a。

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 0;int* p = &a;//一级指针p存储a的地址int** pp = &p;//二级指针存储p的地址**pp = 20;//通过两次解引用更改一级指针 p 所指向的对象的内容。//等价于*p =20//等价于 a = 20printf("%d", a);return 0;
}

5、指针数组（模拟实现二维数组）

我们知道有整型数组，字符型数组，浮点型数组等，由此可知指针数组就是存储的元素是指针的数组。指针数组的每个元素又指向一块区域。
我们用指针数组模拟二维数组为例：
首先先编写好3个一维数组：

#include<stdio.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 6,7,8,9,10 };int arr3[] = { 11,12,13,14,15 };return 0;
}

然后来设置指针数组，让指针数组内存储一维数组的地址，由上文知就是数组名。

#include<stdio.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 6,7,8,9,10 };int arr3[] = { 11,12,13,14,15 };int* arr[] = { arr1 , arr2 , arr3 };//编写指针数组int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++)//打印模拟的二维数组{int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++){printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}return 0;
}

上述代码只是模拟出了二维数组的效果，但并不是完全等于二维数组，因为上面模拟出的数组的每一行并不是连续的。

全文至此结束！！！
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