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C语言数组指针指针数组

news 来源：原创 2024/5/17 18:57:26

指针数组

什么是指针数组，他是一个数组，数组的元素是指针。但是指针也有多种数据类型，有数组指针、函数指针、整形指针、字符串指针。

现在我就使用函数指针来写代码，也就是函数指针数组的应用代码：

#include <stdio.h>int add(int a, int b){return a+b;
}int sub(int a,int b){return a - b;
}int mul(int a,int b){return a * b;
}int main(){// 函数指针数组的声明定义int (*funPointerArr[3])(int a,int b) = {add,sub,mul };int index = 0;int num1,num2,result=0;while(1){printf("please input a number you want to calculator according to below tip:\r\n");printf("---------------------------\r\n");printf("--------add:0--------------\r\n");printf("--------sub:1--------------\r\n");printf("--------mul:2--------------\r\n");printf("---------------------------\r\n");scanf("%d",&index);printf("please two number you want to operation:\r\n");scanf("%d %d",&num1,&num2);result = funPointerArr[index](num1,num2);printf("result is %d\r\n",result);}
}

数组指针

在理解数组指针之前，我们需要知道一些基本知识，那就是指针的概念是什么？

指针本质是地址，地址唯一标识一块内存空间，存储的是不同数据类型的变量的地址 [ int , double ] , 当然也可以是函数，或者数组，结构体等等。

在本文中，我只介绍，数组指针。

数组指针，顾名思义，这个指针存储的是指向数组的指针，也就是整块数组的首地址。如果对数组指针 + 1/ -1 则会自动指向下一个数组。

指针的大小是固定的 4 / 8 个字节【 32位平台，64位平台】

现在开始，首先我们引入二维数组的定义：二维数组在概念上是二维的，有行有列，但在内存中所有的元素都是连续排列的，以下面的二维数组为例：

拓展：
C语言指针可以加减运算，这里 + / - N 运算 的操作是，按照C语言指向 数据类型的Sizeof( type ) * N 的内存空间，- 减法也一样
举例说明：
  unsigned char numArr[4] = { 1,2,3,4 };unsigned char *byte1 =  &numArr[0];// 输出2 , 因为byte1 是指向unsigned char （1字节）数据类型的指针，所以+1，就指向 （ 1 * 1字节 ）printf("%d\r\n",*(byte1+1));   

例子2：

int main (){int myArr[3][4] = {{ 1,2,3,4 },{ 5,6,7,8 },{ 9,10,11,12 },};printf(" myArr sizeof is : %d\r\n",sizeof(myArr));                 // 48 byte  （ 对数组名取sizeof大小是特殊情况，因为他是二维数组名，使用sizeof表示整个数组的内存大小 ）printf(" myArr[0] sizeof is : %d\r\n",sizeof(myArr[0]));           // 16 byteprintf(" myArr[0] + 1 sizeof is : %d\r\n",sizeof(myArr[0] + 1));   // 8 ,这里8是指针的大小，因为我的电脑是64bitprintf("value: %d\r\n",*(myArr[0] + 1));       // 这里输出的是myArr[0] 后面的元素的数据： 2printf("value: %d\r\n",sizeof(myArr[0][1]));   // 4printf("value: %d\r\n",sizeof(myArr[0][0]));   // 4printf(" myArr[1] sizeof is : %d\r\n",sizeof(myArr[1]));  // 16printf(" myArr[2] sizeof is : %d\r\n",sizeof(myArr[2]));  // 16printf("myArr: %p\r\n",myArr);        // DF0printf("myArr + 1: %p\r\n",myArr+1);  // E00   ( E00 - DF0 = 10h = 16 = 4 * 4 )return 0;
}

int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}
};

从概念上理解，a的分布就像一个矩阵：

1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12

从内存上理解,整个数组占用一块连续的内存
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
C语言中的二维数组是按行排列的，也就是先存放 a[0] 行，再存放 a[1] 行，最后存放 a[2] 行；每行中的 4 个元素也是依次存放。数组 a 为 int 类型，每个元素占用 4 个字节，整个数组共占用 4×(3×4) = 48 个字节。

C语言允许把一个二维数组分解成多个一维数组来处理。对于数组 a，它可以分解成三个一维数组，即 a[0]、a[1]、a[2]。每一个一维数组又包含了 4 个元素，例如 arr[0] 包含 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。

假设数组a中第0个元素的地址为1000，那么每个一维数组的首地址如下图所示

这是指针 a 的指向位置
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这是指针a[ 0 ] / a[ 1 ] / a[ 2 ] 指针的指向（他们的数据类型为 int *p 【指向整型的指针】）
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为了更好的理解指针和二维数组的关系，我们先来定义一个指向 a 的指针变量 p：

int (*p)[4] = a ;

括号中的*表明 p 是一个指针，它指向一个数组，数组的类型为int [4]，这正是 a 所包含的每个一维数组的类型。

[]的优先级高于*，()是必须要加的，如果赤裸裸地写作int *p[4]，那么应该理解为int *(p[4])，p 就成了一个指针数组，而不是二维数组指针。

对指针进行加法（减法）运算时，它前进（后退）的步长与它指向的数据类型有关，p 指向的数据类型是int [4]，那么p+1就前进 4×4 = 16 个字节，p-1就后退 16 个字节，这正好是数组 a 所包含的每个一维数组的长度。也就是说，p+1会使得指针指向二维数组的下一行，p-1会使得指针指向数组的上一行。数组名 a 在表达式中也会被转换为和 p 等价的指针！

概念图如以下所示：
在这里插入图片描述

下面我们就来探索一下如何使用指针 p 来访问二维数组中的每个元素。按照上面的定义

p指向数组 a 的开头，也即第 0 行；p+1前进一行，指向第 1 行。
*(p+1)表示取地址上的数据，也就是整个第 1 行数据。注意是一行数据，是多个数据，不是第 1 行中的第 0 个元素，下面的运行结果有力地证明了这一点：

#include <stdio.h>
int main(){int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };int (*p)[4] = a;printf("%d\n", sizeof(*(p+1)));  // 16return 0;
}

*(p+1)+1表示第 1 行第 1 个元素的地址。如何理解呢？

*(p+1)单独使用时表示的是第 1 行数据，放在表达式中会被转换为第 1 行数据的首地址，也就是第 1 行第 0 个元素的地址，因为使用整行数据没有实际的含义，编译器遇到这种情况都会转换为指向该行第 0 个元素的指针；就像一维数组的名字，在定义时或者和 sizeof、& 一起使用时才表示整个数组，出现在表达式中就会被转换为指向数组第 0 个元素的指针

((p+1)+1)表示第 1 行第 1 个元素的值。很明显，增加一个 * 表示取地址上的数据。

根据上面的结论，可以很容易推出以下的等价关系：

a+i == p+i
a[i] == p[i] == *(a+i) == *(p+i)
a[i][j] == p[i][j] == *(a[i]+j) == *(p[i]+j) == ((a+i)+j) == ((p+i)+j)

【实例】使用指针遍历二维数组。

#include <stdio.h>
int main(){int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};int(*p)[4];int i,j;p=a;for(i=0; i<3; i++){for(j=0; j<4; j++) printf("%2d  ",*(*(p+i)+j));printf("\n");}return 0;
}