彻底搞懂c语言数组与指针
部分引用
- 程序设计入门————c语言 (浙江大学翁恺)
- 《c primer plus》第六版
基础知识
1. 指针基础
![c语言数组与指针详解(上)](https://www.ctvol.com/wp-content/themes/justnews/themer/assets/images/lazy.png)
- &:代表对变量取地址
- int*或char*或者把这个星号紧贴着变量比如int *a = &b: 代表新建一个用来储存地址的变量,这也代表&b这个值的类型是int*。
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int *a, b 或 int* a, b 中只有a是int指针类型,b是int整型。
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关于电脑大小端的讨论:大端是指是指数据的高字节,保存在内存的低地址中,而数据的低字节,保存在内存的高地址中。小端是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内在的低地址中。例如下图:
- 假设 int b=4; int *a = &b 则*a=4: 因为*a代表a变量中的地址所指的值。重复一下对比:&b是指针类型,值是地址;*b是实际指针b所指的变量的值。
- 如果打印地址则用%p,以16进制显示指针的值,而不是用%x,如: printf("%pn", &i)
-
32位和64位下指针的长处不同,32位下为4个字节,和int一样,64位下8个字节。
2. 数组基础
- 数组特点:
- 数组大小一旦定义不可改变
- 所有的元素具有相同的数据类型
- 数组中的元素在内存中是连续依次排列的
- 数组的集成初始化:int a[] = {1,2,3,4,25,6,5,4}; 即让编译器自己来数元素的数量
- 如果这样赋值:int a[3] = {2}; 则结果是这个数组有三个元素,a[0]=2,a[1]=0,a[2]=0;编译器自动补全后面的数字为0;
- 集成初始化的定位:int a[6] = {[1] = 2, [3] = 3, 6}; 结果是 a[0]=0, a[1]=2, a[2]=0, a[3]=3, a[4]=6, a[5]=0; 适合初始数据稀疏的数组。
- 如果想让定义的数组变成只读,即不可修改的类型,则可以在最前面加上一个const。如:const int a[2] = {2, 3, 4}; 当然此条也适用于二维数组。
- 数组只有在最开始即定义初始化的时候可以集成赋值,下列赋值方法错误:int a[3] = {}; a[3] = {1,2,3}; 这时会错误,因为这是一个单个元素赋值的方法,况且a[3]已经超出了范围。
- 求数组的大小,稳定的方法是 sizeof(a)/sizeof(a[0]) ; 就算修改初始数组a中的数据,也不用修改遍历时的代码;
- 数组作为函数参数时,往往必须再用另一参数来传入数组的大小。
- 不能在[]中给出数组的大小
- 不能在函数中再利用sizeof计算数组的元素的个数
- 定义数组a, b:int a[10]; b=[]; 则不能直接用b=a来给数组b赋值。
- 对于数组a,&a=a=&a[0]
- 二维数组:
- int a[2][3] 相当于一个2行3列的矩阵
- int a[0][0] 表示第一行第一列,意味着下标同样也是从0开始
- 二维数组的遍历需要嵌套for循环
- a[i][j]表示第i行第j列的元素,a[i,j]是一个表达式,相当于a[j],没有意义,会报错。
- 二维数组初始化的时候列数可以省略,行数可以由编译器来数。例如:inta[][5] = {{0,1,2,3,4},{2,3,4,5,6}};
- 初始化二维数组的两种方法:部分初始化则将剩下的那部分赋值为0
- int a[2][3] = {{5, 6},{7, 8}}; 则a[0][0]=5, a[0][1]=6, a[0][2]=0, a[1][0]=7, a[1][1]=8, a[1][2]=0;
- int a[2][3] = {5, 6, 7, 8}; 则a[0][0]=5, a[0][1]=6, a[0][2]=7, a[1][0]=8, a[1][1]=0, a[1][2]=0;
- 三位数组理解方法:比如int box[10][20][30]; 则可以理解成由10个二维数组(每个是20行30列)堆叠起来,这20个数组元素中的每个元素是内含30个元素的数组。
通过程序加深理解一些概念
1. 数组的免费精选名字大全就相当于这个数组第一个元素的内存地址:
#include <stdio.h> int main(){ int a[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; //定义一个整型数组,这里a实质上是一个指向数组中第一个数据a[0]的指针 int *p=a; printf("%dn",*p); printf("%d",*(p+1)); return 0; }
返回结果为:
1
2
2. 利用指针对数组进行初始化
#include <stdio.h> int main(){ int d[10]; int *e; e=&d[0]; //e保存了数组d的第一个数据的地址 for (int i=0; i<10; i++){ *e = i; //把该地址中的数据依次赋值0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 e++; //地址累加一次,也就是数组中下一个数据的地址 } for (int i=0; i<10; i++){ printf("%dn", d[i]); //打印数组d中的所有元素 } return 0; }
3. 数组作为函数参数时,往往必须再用另一参数来传入数组的大小。
- 不能在[]中给出数组的大小
- 不能在函数中再利用sizeof计算数组的元素的个数
- 声明数组形参时,下列方法等价:(函数原型可以省略参数名)切记:此为函数声明时用法,不可直接引用于函数定义
- int sum(int *a, int len);
- int sum(int *, int);
- int sum(int ar[], int n);
- int sum(int [], int);
- 函数定义中不能省略参数名,以下两种方法可行且等价:
- int sum(int *a, int len)
{
//省略其他代码
} - int sum(int a[], int len)
{
//省略其他代码
}
- int sum(int *a, int len)
#include <stdio.h> //此方法为最简单,最基础的数组遍历 int search(int key, int a[], int len) int main() { int a[]= {1,3,5,2,9,4,12,23,15,32}; int r = search (12, a, sizeof(a)/sizeof(a[0])); //传入参数的时候在main函数中计算好函数的个数传入到search函数中;另外,此处a传入的时a[0]元素的地址。 printf("%dn", r); return 0; } int search(int key, int a[], int len) //len变量必须要加,因为在search函数中无法用sizeof函数计算数组的大小 { int ret = -1; int i; for (i=0; i<len; i++){ if (key == a[i]){ ret = i; break; } } return ret; }
4. 二维数组中数组名的含义
#include<stdio.h> int main(){ int a[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}; printf("%pn",a); //输出指针a数据,也就是指针a[0]的地址 printf("%pn",a+1); //输出a+1的数据 ,也就是a[1]的地址 printf("%pn",&a[0]); printf("%pn",&a[1]); //验证上述 printf("%pn",(*a)+1); //输出的是a[0][1]的地址 printf("%pn",&a[0][1]); //验证 printf("%dn",*(a[0])); //输出的是a[0]a[0]的值 printf("%dn",*(*(a+1)+1)); //输出的是a[1][1]的值 }
注意:a是一个2行3列的数值,a+1表示的a[1]值所在的地址,a[1]的值又代表a[1][0]的值所在的地址
5. int与char指针类型的区别
int i=2; int *a=&i 和 char j=’m’; char *b=&j 区别在于:int占据四个字节,a中虽然记载的i的第一个字节的地址,但是由于a是int类型的指针,*a读取的时候自动再往后读3个字节;而b是char类型的指针,则只读取当前记录的这一个字节,自然不能用指针b来保存int i的值。
#include <stdio.h> int main(){ int i = 2; int j = 's'; int *a = &i; char *b = &i; int *m = &j; char *n = &j; printf("%dn", *a); printf("%dn", *b); //会产生warning /* 解释为什么前两行输出为什么一样: * 在存储中,2作为int存储为 00000010 00000000 00000000 00000000 四个字节,用此种表示方法是因为我的电脑是个小端电脑(little-endian)。详述见下条。 * a 和 b 所记录的都是四个字节中第一个字节的地址,*a读取到的是4个完整的字节,而*b读取到的是第一个字节 00000010,由于巧合,二者所代表的都是数字1。 */ printf("%cn", *m); //会产生warning printf("%cn", *n); return 0; }
6. 指针内存位置理解深入剖析(一定在自己的电脑上运行试下)
#include <stdio.h> int main() { int a = 1, b = 2; char c = 'c', d = 'd'; int *m, *n; char *j, *k; m = &a; n = &b; j = &c; k = &d; printf("int变量在内存中的存储情况"); printf("a %pn", m); printf("b %pn", n); //由于栈自顶向下的存储方法,内存位置上a与b两个元素是紧邻着的,a位置高,b低,相差四个字节。 printf("n"); printf("对int指针变量+1会得到什么结果,实际改变几个字节?n"); printf("&b+1 %pn", n+1); printf("&a-&b %dn", m-n); //上两个语句测试得到结果,a与b的地址m,n相差并不是4而是1。因为相差的是存储单元数而不是字节数 printf("n"); printf("char指针变量什么情况,本来就相差1个字节?n"); printf("c %pn", j); printf("d %pn", k); //由于char变量只占1个字节,所以这两个变量位置地址相差为1 printf("n"); printf("n"); printf("int型指针变量占据几个字节?n"); printf("&m %pn", &m); printf("&n %pn", &n); printf("char型指针变量占据几个字节?n"); printf("&j %pn", &j); printf("&k %pn", &k); //可以得到,在64位系统上,像m,n这种指针本身的存储都是占据8个字节,不管是char类型还是int类型。 return 0; }
一句话概括指针的加减:指针加1,指针的值递增它所指向类型的大小(以字节位单位)
dates + 2 == &dates[2]
*(dates + 2) == dates[2]
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