大话C语言：第31篇 指针和数组的关系

数组在内存中是连续存放的，其名称代表了数组首元素的首地址，该地址是常量， 也就是一个指向数组首元素的指针。因此，指针和数组有着密切的关系：

• 可以使用指针来访问和操作数组中的元素。通过指针的算术运算，可以移动指针的指向，使其指向数组中的其他元素。这种指针的运算在数组操作中非常常见，可以灵活地遍历和处理数组元素。

• 数组的下标运算符[]实际上是以指针作为其操作数的。这意味着数组元素可以通过指针来引用，而指针也可以用下标形式来表示。这种等价性可以用指针来实现原本用数组实现的操作，从而提供了更多的灵活性和可能性。

• 当数组作为函数形参时，它会退化为指向数组首元素的指针。

1 指针访问数组

指针访问数组元素是一种常见且高效的操作方式。数组在内存中是连续存储的，而数组名在大多数上下文中会退化为指向数组首元素的指针。因此，可以通过这个指针加上偏移量来访问数组中的任意元素。

指针访问数组元素的定义通常涉及以下步骤：

• 定义数组：需要定义一个数组并初始化它。

int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};

• 获取数组首元素的地址：数组名 array 在这个上下文中会退化为指向数组首元素（即 array[0]）的指针

// ptr 现在指向 array[0]
int *ptr = array; 

• 使用指针访问数组元素：通过给指针加上适当的偏移量，可以访问数组中的其他元素。偏移量通常是元素大小的整数倍。

int element = *(ptr + index); // 访问数组中的第 index+1 个元素

• 遍历数组：可以通过递增指针来遍历整个数组。

for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); i++) 
{  
    printf("%d ", *(ptr + i)); // 打印数组中的每个元素  
}

扩展，

指针访问数组元素的方法包括：

• 指针名加数组元素下标，语法格式：

// 数组定义
数据类型 数组名 = {初始值};
 
// 定义指针并指向数组首地址
数据类型 *指针变量 = 数组名;
 
// 指针加数组下标，访问具体数组元素
指针变量[数组下标];

代码示例：

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
    // 定义指针并指向数组首地址
    int *ptr = array; 
    
    // 通过数组下标访问元素，注意，不要下标不要超过了(数组长度 - 1)
    // 访问数组中第2个元素，相当于array[1]
    printf("%d\n", ptr[1]); 
    // 访问数组中第4个元素，相当于array[3]
    printf("%d\n", ptr[3]);
  
    return 0;  
}

• 指针变量运算，语法格式：

// 数组定义
数据类型 数组名 = {初始值};
 
// 定义指针并指向数组首地址
数据类型 *指针变量 = 数组名;
 
// 指针加数组下标
*(指针变量 + 数组下标);

代码示例：

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
    // 定义指针并指向数组首地址
    int *ptr = array; 
    
    // 通过数组下标访问元素，注意，不要下标不要超过了(数组长度 - 1)
    // 访问数组中第2个元素，相当于array[1]
    printf("%d\n", *(ptr + 1));
    // 访问数组中第4个元素，相当于array[3]
    printf("%d\n", *(ptr + 3));
  
    return 0;  
}

2 指针修改数组

既然指针可以访问数组元素，那么，可以通过指针对数组元素进行修改，包括：

• 指针名加数组元素下标，语法格式：

// 数组定义
数据类型 数组名 = {初始值};
 
// 定义指针并指向数组首地址
数据类型 *指针变量 = 数组名;
 
// 指针加数组下标，修改具体数组元素
指针变量[数组下标] = 常量或者变量;

代码示例：

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
    // 定义指针并指向数组首地址
    int *ptr = array; 
    
    // 通过数组下标访问元素，注意，不要下标不要超过了(数组长度 - 1)
    // 访问数组中第2个元素，相当于array[1]
    printf("数组第2个元素修改前的值是%d\n", ptr[1]); 
    
    // 修改数组中第2个元素
    ptr[1] = 10;
    printf("数组第2个元素修改后的值是%d\n", ptr[1]);
 
  
    return 0;  
}

• 指针变量运算，语法格式：

// 数组定义
数据类型 数组名 = {初始值};
 
// 定义指针并指向数组首地址
数据类型 *指针变量 = 数组名;
 
// 指针加数组下标，修改具体数组元素
*(指针变量 + 数组下标) = 常量或者变量;

代码示例：

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
    // 定义指针并指向数组首地址
    int *ptr = array; 
 
    // 通过数组下标访问元素，注意，不要下标不要超过了(数组长度 - 1)
    // 访问数组中第2个元素，相当于array[1]
    printf("数组第2个元素修改前的值是%d\n", *(ptr + 1)); 
 
    // 修改数组中第2个元素
    *(ptr + 1) = 10;
    printf("数组第2个元素修改后的值是%d\n", *(ptr + 1));
  
    return 0;  
}

3 指针运算

• 指针加整数（假设为n），含义是从当前地址向下移动数据类型长度*n（相当于sizeof(数据类型) * n）的地方，运算的结果指针指向新的地址。注意，指针移动至非法的位置。

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
    // 定义指针并指向数组首地址
    int *ptr = array; 
    
    // 打印指针当前指向地址的内容
    printf("指针当前指向地址的内容是%d\n", *ptr); 
    
    // 移动指针
    // 相当于访问数组中第3个元素
    ptr += 2;
    printf("移动两个位置后的指针当前指向地址的内容是%d\n", *ptr); 
 
    return 0;  
}

• 相同类型指针可以比较大小

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
 
    int *ptr1 = &array[1]; 
    int *ptr2 = &array[3];
 
    if (ptr1 > ptr2)
    {
    	printf("ptr1指向地址高于ptr2指向地址\n"); 
    }
    else if (ptr1 < ptr2)
    {
        printf("ptr1指向地址低于ptr2指向地址\n"); 
    }
    else 
    {
        printf("ptr1和ptr2指向相同空间\n");
    }
 
    return 0;  
}

• 相同类型的指针可以做减法，可以计算出它们之间相隔的元素个数。

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
 
    int *ptr1 = &array[1]; 
    int *ptr2 = &array[3];
 
	printf("ptr1和ptr2之间相隔元素个数为%d\n", ((ptr1 > ptr2) ? (ptr1 - ptr2) : (ptr2 - ptr1)));
 
    return 0;  
}

• 相同类型的指针可以相互赋值，注意，void*类型除外。

#include <stdio.h>  
  
int main()
{  
    // 定义数组
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
 
    int *ptr1 = &array[1]; 
    int *ptr2 = ptr1;
 
	printf("ptr1的地址是%p\n", ptr1);
    printf("ptr2的地址是%p\n", ptr2);
 
    return 0;  
}