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C语言编程丨C语言指针和数组基础(一)
2019-03-28 20:08:12 】 浏览:209
Tags:语言编程 语言 指针 基础

关于C语言中指针和数组的争论就像是一场恶战。一方面,有些人觉得,所有人都必须承认指针与数组是不同的。而另一些人则认为数组被当成指针来处理,因此它们不应该有什么区别。这种现象让人迷惑。然而,这两种说法其实都是正确的。

数组不是指针,指针也不能说是数组。在C语言中,指针仅在内存中代表一个地址,而数组是许多连续的内存块,多个类型相似的元素存储在其中。在C语言的绝大多数情况下,数组被当作指针来处理,这也是使人困惑的地方。

数组表示法vs指针表示法

数组被当作指针来处理,具体指的下面两条:

(1)数组名变量代表了数组中第一个元素的地址。它并不是一个指针,但却表现得像一个不能被修改的常指针一样。

(2)程序在与数组交互的时候,用指针表示法代替数组表示法。

我们来看点代码吧。

// 初始化数组

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

// 标准数组表示法

int *ptr1 = numbers;

int val1 = numbers[0];

 

// 数组表示法取地址

int *ptr2 = &numbers[0];

int val2 = *(&numbers[0]);

 

// 指针加偏移表示法

int *ptr3 = numbers + 0;

int val3 = *(numbers + 0);

 

// 输出指针中的地址

printf("*ptr1 = %p\n", (void *)ptr1);

printf("*ptr2 = %p\n", (void *)ptr2);

printf("*ptr3 = %p\n", (void *)ptr3);

 

// 输出地址指向的int值

printf("val1 = %d\n", val1);

printf("val2 = %d\n", val1);

printf("val3 = %d\n", val1);

我们声明了一个包含5个int的数组,并将数组名变量numbers赋给了一个int指针,ptr1。numbers代表了这个数组第一个元素的地址,将其赋给ptr1正是把它当成了指针来使用。接着我们用数组表示法访问了第一个元素的值。

第二个例子中,我们用数组表示法取了数组中第一个元素的地址,之后我们用解引用第一个元素所在地址的方法访问了它。

第三个例子中,我们用指针运算将数组中第一个元素的地址赋值给ptr3,之后我们解引用相同的地址来得到它的值。

最后我们将所有存储在指针中的地址和所有在这些地址的int值输出到屏幕上。运行这段代码,你会得到类似下面的输出:

*ptr1 = 0x7fff6be1de60

*ptr2 = 0x7fff6be1de60

*ptr3 = 0x7fff6be1de60

val1 = 1

val2 = 1

val3 = 1

所有值都是相同的。接下来再看看下面的代码:

// 初始化数组

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

int i = 0;

 

// 用数组表示法输出元素

for (i = 0; i < 5; i++ ) {

  int value = numbers[i];

  printf("numbers[%d] = %d\n", i, value);

}

 

// 用指针加偏移输出元素(真讨厌)

for (i = 0; i < 5; i++ ) {

  int value = *(numbers + i);

  printf("*(numbers + %d) = %d\n", i, value);

}

 

// 仅用一个指针输出元素

int *ptr = numbers;

for (i = 0; i < 5; i++ ) {

  int value = *ptr++;

  printf("%d, *ptr++ = %d\n", i, value);

}

运行它,你会得到以下输出:

numbers[0] = 1

numbers[1] = 2

numbers[2] = 3

numbers[3] = 4

numbers[4] = 5

*(numbers + 0) = 1

*(numbers + 1) = 2

*(numbers + 2) = 3

*(numbers + 3) = 4

*(numbers + 4) = 5

0, *ptr++ = 1

1, *ptr++ = 2

2, *ptr++ = 3

3, *ptr++ = 4

4, *ptr++ = 5

就像你看到的那样,所有过程得到了相同的结果。

数组表示法实际上就是指针运算。C语言标准只是将numbers[0]定义为*(numbers + 0)的语法糖。(译者注:语法糖,它意指那些没有给计算机语言添加新功能,而只是对人类来说更容易理解的语法。)无论何时,你写下一个数组表示法,比方说numbers[2],都会被编译器转换为*(numbers + 2)。这里,numbers表示数组中第一个元素的地址,+2则表示用于指针运算的偏移量。

数组变量

我们已经展示了,数组常被当作指针来处理,而且对于C编译器而言数组表示法就是指针运算。一些人自然而然地就做出了这样的假设:既然数组能被当成指针,指针也应该能赋值给数组。这是不对的,数组名变量不能被改变。我们看看下面的代码吧。

// 初始化数组

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

int numbers2[5] = {6,7,8,9,0};

int *ptr = numbers2;

 

// 这不能通过编译

numbers = numbers2;

numbers = &numbers2;

numbers = ptr;

这段代码不能通过编译。试一试,你会得到以下输出。

incompatible types when assigning to type ‘int[5]’ from type ‘int *’

incompatible types when assigning to type ‘int[5]’ from type ‘int (*)[5]’

incompatible types when assigning to type ‘int[5]’ from type ‘int *’

虽然数组名变量代表了数组第一个元素的地址,它却表现得像一个不能被更改的常指针一样。它不能接受一个别的数组名变量或是指向另一个数组的指针的赋值。思考一下,如果你有一个数组名变量A代表一个数组,而且你能够改变A的地址,那被A指向的内存将会发生生么?

接下来看看这段能够编译的代码。

// 初始化数组

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

int numbers2[5] = {6,7,8,9,0};

int *ptr1 = numbers;

int *ptr2 = numbers2;

 

// 能通过编译

ptr1 = ptr2;

 

// 输出地址

printf("  
		
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