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【C语言】数组指针与指针数组

article 2025/1/5 7:17:48

前言

前面的文章讲了指针的一些基本内容，这里我们来讲一下数组指针与指针数组，数组指针是指针运用的一个明显体现，准确来说是通过指针访问内存地址的具体体现

一、一维数组的指针

首先，我们先来看一段代码

#include <stdio.h>
int main() {
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int* pa = &arr[0];
	int* p = arr;
	
	printf("pa -> %p\n", pa);
	printf("p  -> %p\n", p);

	return 0;
}

在这里插入图片描述
在上述结果中我们发现，数组arr的首元素地址与arr这个数组的名字是一样的，所以数组名就是首元素的地址

同时在【C语言】自定义类型数据-数组这篇文章中我们说过，数组是一个连续的内存空间，所以，我们可以通过指针的运算来逐一访问数组的元素，请看下面的代码

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

在这里插入图片描述

arr是首元素地址的特殊情况

一、&arr
我们上面说了，数组名arr就是数组arr首元素的地址，那么当我们&arr时，得到的会是什么呢？那让我们看一下下面的代码

#include <stdio.h>
int main() {
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int* pa = &arr[0];

	printf("pa   -> %p\n", pa);
	printf("parr -> %p\n", &arr);

	printf("pa + 1   -> %p\n", pa + 1);
	printf("parr + 1 -> %p\n", &arr + 1);

	return 0;
}

在这里插入图片描述
结果如下：
pa -> 000000D1FA16F5D8
parr -> 000000D1FA16F5D8
pa + 1 -> 000000D1FA16F5DC
parr + 1 -> 000000D1FA16F600
我们可以发现，pa与pa + 1相差了4个字节，也就是一个整形，但是parr与parr + 1相差了40个字节，隔了一个数组的大小，也就是说，&arr得到的parr是整个数组的地址，当parr + 1时指针会走过一个数组，所以此时的arr不是首元素的地址，而是整个数组

二、sizeof(arr)
我们先看代码

#include <stdio.h>
int main() {
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int* pa = &arr[0];
	
	printf("sizeof(pa) -> %zd\n", sizeof(pa));
	printf("sizeof(arr) -> %zd\n", sizeof(arr));

	return 0;
}

在这里插入图片描述
这里我们可以发现，sizeof(arr)得到的并不是地址的大小，而是arr数组的大小，也就说sizeof(arr)中的arr并不代表着首元素的地址，而是代表整个数组的

二、二维数组指针

我们上面很详细地介绍了一维数组的指针，接下来我们介绍一下二维数组的指针，对于二维数组我们可以如此定义：

类型 (*ptr)[M] = arr;

这里的类型也就是二维数组的元素的数据类型，而ptr则是指针的名称，M则是一行数组的元素数量，我们看下面的代码

#include <stdio.h>
int main() {
	int arr[2][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int(*pa)[5] = arr;

	return 0;
}

这里我们定义了一个行为2列为5的二维数组指针变量，那么，这个指针变量究竟是什么呢？让我们继续看下面的代码

#include <stdio.h>
int main() {
	int arr[2][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int(*pa)[5] = arr;

	printf("*pa        -> %p\n", *pa);
	printf("&arr[0]    -> %p\n", &arr[0]);
	printf("&arr[0][0] -> %p\n", &arr[0][0]);
	printf("\n");
	printf("*(pa + 1)  -> %p\n", *(pa + 1));
	printf("&arr[1]    -> %p\n", &arr[1]);
	printf("&arr[1][0] -> %p\n", &arr[1][0]);

	printf("\n");
	printf("**pa       -> %d\n", **pa);

	return 0;
}

在这里插入图片描述
其实我们根据结果可以发现二维数组的指针是一个二级指针，而且存放的是一个行数组的指针(arr[0])，也就是首元素地址，当我们进行(pa + 1)时，指针变成了第二行数组的指针(arr[1])，也是第二行数值的首元素地址，我们可以简单用图表示*
在这里插入图片描述
所以通过指针我们也可以对二维数组进行访问

三、指针数组

我们之前说过，数组是一种基本的数据结构，用于存储相同类型的多个值，当然相同类型的多个值也包括指针类型，所以我们可以定义一个数组来存储我们的指针，请看下面的代码

#include <stdio.h>

int main() {
	int* ptrarr[3] = { 0 };
	int arr[3] = { 1,2,3 };
	
	ptrarr[0] = &arr[0];
	ptrarr[1] = &arr[1];
	ptrarr[2] = &arr[2];

	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		printf("ptrarr[%d] -> %p\n", i + 1, ptrarr[i]);
	}

	return 0;
}