C生万物 | 从浅入深理解指针【第二部分】(一)

简介: C生万物 | 从浅入深理解指针【第二部分】前言:如果没有看过第一部分的话,推荐先看第一部分,然后再来看第二部分~~

C生万物 | 从浅入深理解指针【第二部分】

前言:

如果没有看过第一部分的话,推荐先看第一部分,然后再来看第二部分~~

1. 数组名的理解

  • 在上一个章节我们在使用指针访问数组的内容时,有这样的代码:
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];
  • 这里我们使用 &arr[0] 的方式拿到了数组第一个元素的地址,但是其实数组名本来就是地址,而且 是数组首元素的地址,我们来做个测试。
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
  printf("arr = %p\n", arr);
  return 0;
}
  • 我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样
  • 初步得出一个结论:数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址。

  • 这时候有同学会有疑问?数组名如果是数组首元素的地址,那下面的代码怎么理解呢?
  • 这里的arr是不是首元素的地址?是的,如果这里的数组名代表首元素的地址的话,结果应该是4,那是不是呢?
  • 当我真正的运行起来就可以发现,不是!!!
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("%d\n", sizeof(arr));
  return 0;
}
  • 输出的结果是:40,如果arr是数组首元素的地址,那输出应该的应该是4/8才对。

  • 其实数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址是对的,但是有两个例外:

sizeof(数组名),sizeof中单独放数组名,这里的数组名表示整个数组,计算的是整个数组的大小,单位是字节


&数组名, 这里的数组名表示整个数组,取出的是整个数组的地址(整个数组的地址和数组首元素的地址是有区别的)


除此之外,任何地方使用数组名,数组名都表示首元素的地址。

这时有好奇的同学,再试一下这个代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
  printf("arr     = %p\n", arr);
  printf("&arr    = %p\n", &arr);
  return 0;
}
  • 可以看到arr和&arr的地址也是一样的,数组的地址是首元素的地址?

  • 数组的地址和数组首元素的地址的值是一模一样的,那它们有什么区别呢,接下来继续看~~
  • 我们再来看下面这段代码~~
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("&arr[0]   = %p\n", &arr[0]);
  printf("&arr[0]+1 = %p\n", &arr[0] + 1);
  printf("arr       = %p\n", arr);
  printf("arr+1     = %p\n", arr + 1);
  printf("&arr      = %p\n", &arr);
  printf("&arr+1    = %p\n", &arr + 1);
  return 0;
}

  • 但是&arr&arr+1相差40个字节,这就是因为&arr是数组的地址,+1操作是跳过整个数组的。
  • 我们再来回忆一下,什么决定了指针加一加了多少,是不是指针类型,指针类型决定了指针加一加了几,我们这个地方&arr[0]它的类型是int*,而&arr加一加了40个字节,它的类型是什么呢?我们这里留个悬念,后面都会将~~

2. 使用指针访问数组

有了前面知识的支持,再结合数组的特点,我们就可以很方便的使用指针访问数组了。

  • 我们再来看这一段代码~~
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  //输入
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  //输入
  int* p = arr;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    scanf("%d", p + i);
    //scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
  }
  //输出
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", *(p + i));
  }
  return 0;
}
  • 我们定义了一个整型数组 arr 和一个指向该数组的指针 p,其中,表示数组元素的方法有两种,一种是 *(p + i),另一种是 arr[i]。
  • 这个代码搞明白后,我们再试一下,如果我们再分析一下,数组名arr是数组首元素的地址,可以赋值给p,其实数组名arr和p在这里是等价的。那我们可以使用arr[i]可以访问数组的元素,那p[i]是否也可以访问数组呢?
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  //输入
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  //输入
  int* p = arr;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    scanf("%d", p + i);
    //scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
  }
  //输出
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", p[i]);
  }
  return 0;
}
  • 在第18行的地方,将(p+i)换成p[i]也是能够正常打印的,所以本质上p[i] 是等价于 *(p+i)
  • 同理arr[i]应该等价于*(arr+i),数组元素的访问在编译器处理的时候,也是转换成首元素的地址+偏移量求出元素的地址,然后解引用来访问的。
  • 这里的arr[i] == *(arr+i) == *(i+arr) == i[arr]是不是也可以这样,照样也能访问~~
  • 不推荐上面的那种写法,比较难理解~~
  • 大家也可以验证一下p+i和&arr[i]的地址是不是一样~~
int main() {
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  for (i = 0; i < sz; i++) {
    printf("%p ======== %p\n", p + i, &arr[i]);
  }
  return 0;
}
  • 我们可以看到是一样的~~

3. 一维数组传参的本质

  • 数组我们学过了,之前也讲了,数组是可以传递给函数的,这个小节我们讨论一下数组传参的本质。
  • 首先从一个问题开始,我们之前都是在函数外部计算数组的元素个数,那我们可以把函数传给一个函数后,函数内部求数组的元素个数吗?
  • 我们来看下面的代码~~
  • 这里的sz1是多少,是10吗?sz2呢?也是10吗?
#include <stdio.h>
void test(int arr[])
{
  int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  printf("sz2 = %d\n", sz2);
}
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  printf("sz1 = %d\n", sz1);
  test(arr);
  return 0;
}
  • 我们来看一下结果
  • 可以看到,sz1是10,而sz2是1,为什么是1呢?

  • 我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数。
  • 这就要学习数组传参的本质了,上个小节我们学习了:数组名是数组首元素的地址;那么在数组传参的时候,传递的是数组名,也就是说本质上数组传参本质上传递的是数组首元素的地址。
  • 所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。那么在函数内部我们写sizeof(arr) 计算的是一个地址的大小(单位字节)而不是数组的大小(单位字节)。正是因为函数的参数部分是本质是指针,所以在函数内部是没办法求的数组元素个数的
  • 当我把参数写成数组形式,本质上还是指针
  • 当我将参数写成指针形式,它计算一个指针变量的大小
void test1(int arr[])//参数写成数组形式,本质上还是指针
{
  printf("%d\n", sizeof(arr));
}
void test2(int* arr)//参数写成指针形式
{
  printf("%d\n", sizeof(arr));//计算一个指针变量的大小
}
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  test1(arr);
  test2(arr);
  return 0;
}
  • 我们来看一下结果~~

总结: 一维数组传参,形参的部分可以写成数组的形式,也可以写成指针的形式。

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