C語言陣列指標(指向陣列的指標)
阿新 • • 發佈:2019-01-28
陣列(Array)是一系列具有相同型別的資料的集合,每一份資料叫做一個數組元素(Element)。陣列中的所有元素在記憶體中是連續排列的,整個陣列佔用的是一塊記憶體。以
下面的例子演示瞭如何以指標的方式遍歷陣列元素:
99 15 100 888 252
第 4 行程式碼用來求陣列的長度,sizeof(arr) 會獲得整個陣列所佔用的位元組數,sizeof(int) 會獲得一個數組元素所佔用的位元組數,它們相除的結果就是陣列包含的元素個數,也即陣列長度。
第 8 行程式碼中我們使用了
我們也可以定義一個指向陣列的指標,例如:
陣列指標指向的是陣列中的一個具體元素,而不是整個陣列,所以陣列指標的型別和陣列元素的型別有關,上面的例子中,p 指向的陣列元素是 int 型別,所以 p 的型別必須也是
反過來想,p 並不知道它指向的是一個數組,p 只知道它指向的是一個整數,究竟如何使用 p 取決於程式設計師的編碼。
更改上面的程式碼,使用陣列指標來遍歷陣列元素:
也就是說,根據陣列指標不能逆推出整個陣列元素的個數,以及陣列從哪裡開始、到哪裡結束等資訊。不像字串,陣列本身也沒有特定的結束標誌,如果不知道陣列的長度,那麼就無法遍歷整個陣列。
上節我們講到,對指標變數進行加法和減法運算時,是根據資料型別的長度來計算的。如果一個指標變數 p 指向了陣列的開頭,那麼 p+i 就指向陣列的第 i 個元素;如果 p 指向了陣列的第 n 個元素,那麼 p+i 就是指向第 n+i 個元素;而不管 p 指向了陣列的第幾個元素,p+1 總是指向下一個元素,p-1 也總是指向上一個元素。
更改上面的程式碼,讓 p 指向陣列中的第二個元素:
99, 15, 100, 888, 252
引入陣列指標後,我們就有兩種方案來訪問陣列元素了,一種是使用下標,另外一種是使用指標。
不管是陣列名還是陣列指標,都可以使用上面的兩種方式來訪問陣列元素。不同的是,陣列名是常量,它的值不能改變,而陣列指標是變數(除非特別指明它是常量),它的值可以任意改變。也就是說,陣列名只能指向陣列的開頭,而陣列指標可以先指向陣列開頭,再指向其他元素。
更改上面的程式碼,藉助自增運算子來遍歷陣列元素:
99 15 100 888 252
第 8 行程式碼中,*p++ 應該理解為 *(p++),每次迴圈都會改變 p 的值(p++ 使得 p 自身的值增加),以使 p 指向下一個陣列元素。該語句不能寫為 *arr++,因為 arr 是常量,而 arr++ 會改變它的值,這顯然是錯誤的。
*p++ 等價於 *(p++),表示先取得第 n 個元素的值,再將 p 指向下一個元素,上面已經進行了詳細講解。
*++p 等價於 *(++p),會先進行 ++p 運算,使得 p 的值增加,指向下一個元素,整體上相當於 *(p+1),所以會獲得第 n+1 個數組元素的值。
int
arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
為例,該陣列在記憶體中的分佈如下圖所示:
定義陣列時,要給出陣列名和陣列長度,陣列名可以認為是一個指標,它指向陣列的第 0 個元素。在C語言中,我們將第
0 個元素的地址稱為陣列的首地址。以上面的陣列為例,下圖是 arr 的指向:
陣列名的本意是表示整個陣列,也就是表示多份資料的集合,但在使用過程中經常會轉換為指向陣列第 0 個元素的指標,所以上面使用了“認為”一詞,表示陣列名和陣列首地址並不總是等價。初學者可以暫時忽略這個細節,把陣列名當做指向第 0 個元素的指標使用即可。
- #include <stdio.h>
- int main(){
- int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
- int len = sizeof(arr) / sizeof(int); //求陣列長度
- int i;
- for(i=0; i<len; i++){
- printf("%d ", *(arr+i) ); //*(arr+i)等價於arr[i]
- }
- printf("\n");
- return 0;
- }
99 15 100 888 252
第 4 行程式碼用來求陣列的長度,sizeof(arr) 會獲得整個陣列所佔用的位元組數,sizeof(int) 會獲得一個數組元素所佔用的位元組數,它們相除的結果就是陣列包含的元素個數,也即陣列長度。
第 8 行程式碼中我們使用了
*(arr+i)
這個表示式,arr
是陣列名,指向陣列的第 0 個元素,表示陣列首地址, arr+i 指向陣列的第 i 個元素,*(arr+i) 表示取第 i 個元素的資料,它等價於 arr[i]。
arr 是int*
型別的指標,每次加 1 時它自身的值會增加 sizeof(int),加 i 時自身的值會增加
sizeof(int) * i,這在《指標變數的運算》中已經進行了詳細講解。
- int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
- int *p = arr;
int
*p = arr;
也可以寫作int
*p = &arr[0];
。也就是說,arr、p、&arr[0] 這三種寫法都是等價的,它們都指向陣列第 0 個元素,或者說指向陣列的開頭。
再強調一遍,“arr 本身就是一個指標”這種表述並不準確,嚴格來說應該是“arr 被轉換成了一個指標”。如果一個指標指向了陣列,我們就稱它為陣列指標(Array Pointer)。
陣列指標指向的是陣列中的一個具體元素,而不是整個陣列,所以陣列指標的型別和陣列元素的型別有關,上面的例子中,p 指向的陣列元素是 int 型別,所以 p 的型別必須也是
int
*
。反過來想,p 並不知道它指向的是一個數組,p 只知道它指向的是一個整數,究竟如何使用 p 取決於程式設計師的編碼。
更改上面的程式碼,使用陣列指標來遍歷陣列元素:
- #include <stdio.h>
- int main(){
- int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
- int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);
- for(i=0; i<len; i++){
- printf("%d ", *(p+i) );
- }
- printf("\n");
- return 0;
- }
sizeof(p)
/ sizeof(int)
,因為 p 只是一個指向 int 型別的指標,編譯器並不知道它指向的到底是一個整數還是一系列整數(陣列),所以 sizeof(p) 求得的是 p 這個指標變數本身所佔用的位元組數,而不是整個陣列佔用的位元組數。也就是說,根據陣列指標不能逆推出整個陣列元素的個數,以及陣列從哪裡開始、到哪裡結束等資訊。不像字串,陣列本身也沒有特定的結束標誌,如果不知道陣列的長度,那麼就無法遍歷整個陣列。
上節我們講到,對指標變數進行加法和減法運算時,是根據資料型別的長度來計算的。如果一個指標變數 p 指向了陣列的開頭,那麼 p+i 就指向陣列的第 i 個元素;如果 p 指向了陣列的第 n 個元素,那麼 p+i 就是指向第 n+i 個元素;而不管 p 指向了陣列的第幾個元素,p+1 總是指向下一個元素,p-1 也總是指向上一個元素。
更改上面的程式碼,讓 p 指向陣列中的第二個元素:
- #include <stdio.h>
- int main(){
- int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
- int *p = &arr[2]; //也可以寫作 int *p = arr + 2;
- printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", *(p-2), *(p-1), *p, *(p+1), *(p+2) );
- return 0;
- }
99, 15, 100, 888, 252
引入陣列指標後,我們就有兩種方案來訪問陣列元素了,一種是使用下標,另外一種是使用指標。
1) 使用下標
也就是採用 arr[i] 的形式訪問陣列元素。如果 p 是指向陣列 arr 的指標,那麼也可以使用 p[i] 來訪問陣列元素,它等價於 arr[i]。2) 使用指標
也就是使用 *(p+i) 的形式訪問陣列元素。另外陣列名本身也是指標,也可以使用 *(arr+i) 來訪問陣列元素,它等價於 *(p+i)。不管是陣列名還是陣列指標,都可以使用上面的兩種方式來訪問陣列元素。不同的是,陣列名是常量,它的值不能改變,而陣列指標是變數(除非特別指明它是常量),它的值可以任意改變。也就是說,陣列名只能指向陣列的開頭,而陣列指標可以先指向陣列開頭,再指向其他元素。
更改上面的程式碼,藉助自增運算子來遍歷陣列元素:
- #include <stdio.h>
- int main(){
- int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
- int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);
- for(i=0; i<len; i++){
- printf("%d ", *p++ );
- }
- printf("\n");
- return 0;
- }
99 15 100 888 252
第 8 行程式碼中,*p++ 應該理解為 *(p++),每次迴圈都會改變 p 的值(p++ 使得 p 自身的值增加),以使 p 指向下一個陣列元素。該語句不能寫為 *arr++,因為 arr 是常量,而 arr++ 會改變它的值,這顯然是錯誤的。
關於陣列指標的謎題
假設 p 是指向陣列 arr 中第 n 個元素的指標,那麼 *p++、*++p、(*p)++ 分別是什麼意思呢?*p++ 等價於 *(p++),表示先取得第 n 個元素的值,再將 p 指向下一個元素,上面已經進行了詳細講解。
*++p 等價於 *(++p),會先進行 ++p 運算,使得 p 的值增加,指向下一個元素,整體上相當於 *(p+1),所以會獲得第 n+1 個數組元素的值。
(*p)++ 就非常簡單了,會先取得第 n 個元素的值,再對該元素的值加 1。假設 p 指向第 0 個元素,並且第 0 個元素的值為 99,執行完該語句後,第 0 個元素的值就會變為 100。