数组 与 指针 之间的关系 分析

数组的本质

数组是一段连续的内存空间


数组的空间大小为：sizeof(array_type) * array_size


数组名可看做指向数组第一个元素的常量指针

指针的运算

指针是一种特殊的变量，既然是变量就可以参与运算。

与整数的运算规则为：



当指针p指向一个同类型的数组的元素时：p+1将指向当前元素的下一个元素；p-1将指向当前元素的上一个元素。

指针之间只支持减法运算，且必须参与运算的指针类型必须相同：



只有当两个指针指向同一个数组中的元素时，指针相减才有意义，其意义为指针所指元素的下标差。

当两个指针指向的元素不在同一个数组中时，结果未定义，没有意义。

举例说明：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int main()
{
char s1[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
int i = 0;
char s2[] = {'W', 'o', 'r', 'l', 'd'};
char* p0 = s1;
char* p1 = &s1[3];
char* p2 = s2;
int* p = &i;

printf("%d\n", p0 - p1);//-3
printf("%d\n", p0 + p2);//报错
printf("%d\n", p0 - p2);//不确定
printf("%d\n", p0 - p); //报错
printf("%d\n", p0 * p2);//报错
printf("%d\n", p0 / p2);//报错

return 0;
}

指针的比较

指针也可以进行关系运算 <， <=， >， >=

指针关系运算的前提是同时指向同一个数组中的元素

任意两个指针之间的比较运算(==, !=)无限制

举例说明：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

#define DIM(a) (sizeof(a) / sizeof(*a))

int main()
{
char s[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
char* pBegin = s;
char* pEnd = s + DIM(s);
char* p = NULL;

for(p=pBegin; p<pEnd; p++)
{
printf("%c", *p);
}

printf("\n");

return 0;
}

数组的访问

数组的下标可以为负数，编译可通过，只是无意义


以下标的形式访问数组中的元素：




以指针的形式访问数组中的元素：



从理论上而言，当指针以固定增量在数组中移动时，其效率高于下标产生的代码。

当指针增量为1且硬件具有硬件增量模型时，表现更佳。

现代编译器的生成代码优化率已大大提高，在固定增量时，下标形式的效率已经和指针形式相当；但从可读性和代码维护的角度来看，下标形式更优。

a和&a的区别（a为数组）

a为数组是数组首元素的地址


&a为整个数组的地址


a和&a的意义不同其区别在于指针运算

例题分析

#include <stdio.h>

int main()
{
int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p1 = (int*)(&a + 1);
int* p2 = (int*)((int)a + 1);
int* p3 = (int*)(a + 1);

printf("%d, %d, %d\n", p1[-1], p2[0], p3[1]);

return 0;
}
//有下列选项：
// A. 数组下标不能是负数，程序无法运行
// B. p1[-1]将输出随机数，p2[0]输出2， p3[1]输出3
// C. p1[-1]将输出乱码， p2[0]和p3[1]输出2

数组的下标可以为负数，上述ABC都不对





p1[-1] = a[4] = 5

p2[0] = 0x 02 00 00 00 = 33554432

p3[1] = 3 此处注意p3[1]不是p3[0]

数组作为函数的参数

C语言中，数组作为函数参数时，编译器将其编译成对应的指针，所以本质上说，没有数组参数，只有指针参数。



结论：

一般情况下，当定义的函数中有数组参数时，需要定义另一个参数来标示数组的大小。

举例说明：

#include <stdio.h>

int f(int* a,int c)
{
return *(a+c-1);
}

int main()
{
int a[5] = {0,1,2,3,4};
int b = f(a,5);
printf("%d\n", b);//输出4
return 0;
}

指针和数组的对比

数组声明时编译器自动分配一片连续内存空间。


指针声明时只分配了用于容纳指针的4字节空间。


在作为函数参数时，数组参数和指针参数等价。


数组名在多数情况可以看做常量指针，其保存的地址值不能改变。


指针的本质是变量，保存的值被看做内存中的地址