C语言 数组与指针(一)

数组与指针（一）

指针是 C 的精华，如果未能很好地掌握指针，那 C 也基本等于没学。

先附上两句话：
第一句话：指针就是存放地址的变量。（就是这么简单。）
第二句话：指针是指针，数组是数组。（只是它们经常穿着相似的衣服来逗你玩罢了。）

轻松一下：（见识一下数组和指针的把戏）
1、引用一维数组某个值的方式：（先定义指针p=a）

• a[2]
• *(a+2)
• (&a[1])[1]
• *(p+2)
• p[2]

2、引用二维数组某个值的方式：

例：int a[4][5];

• ⑴ a[i][j]
• ⑵ *(a[i]+j)
• ⑶ *(*(a+i)+j)
• ⑷ (*(a+i))[j]
• ⑸ *(&a[0][0]+i*5+j)

若定义：int * p[4], m ;
for(m=0; m<4;m++) p[m] = a[m] ;

• ⑹ p[i][j]
• ⑺ *(p[i]+j)
• ⑻ *(*(p+i)+j)
• ⑼ (*(p+i))[j] //请与⑴-⑷对比

若定义 int (*q)[5]; q=a ;

• ⑽ q[i][j]
• ⑾ *(q[i]+j)
• ⑿ *(*(q+i)+j)
• ⒀ (*(q+i))[j] //请与⑴-⑷ ⑹-⑼对比

进入正题：

数组：

数组是指具有相同类型的数据组成的序列，是有序集合。（教科书上的定义）
（即：数组就是内存中一段连续的存储空间。那么我们怎么使用它呢？用数组名。也就是我们用数组名可以在内存中找到对应的数组空间，即数组名对应着地址。
那么数组中有这么多元素，对应的是哪个元素的地址呢？对应着首元素的地址。 所以，我们可以通过数组的首元素地址来找到数组）

故：数组名是一个地址（首元素地址），即是一个指针常量。（不是指针变量）
只有在两种场合下，数组名并不用指针常量来表示：

1. sizeof(数组名) ; sizeof返回整个数组的长度，而不是指向数组的指针长度。
2. &数组名 ; 产生的是一个指向整个数组的指针，而不是一个指向某个指针常量的指针。

&a[0] 与 &a 的区别：
两者的值相同，但意义不同。
&a[0]是指数组首元素的地址。&a是整个数组的地址。
（问题来了，整个数组跨越几个存储单位，怎么表示这几个存储单位组成的整体呢？如果你是编译器，你会怎么做？呃，取其第一个存储单位的值来代表会比较好点。没错，编译器是这么做的。 所以两者的值相同）

a+1 与 &a+1 的区别：
数组名a除了在上述两种情况下，均用&a[0]来代替。（实际上编译器也是这么做的）
a+1即等同于&a[0]+1。

注意：指针（地址）与常数相加减，不是简单地算术运算，而是以当前指针指向的对象的存储长度为单位来计算的。
即：指向的地址+常数*(指向的对象的存储长度)

&a[0]为数组首元素的地址，故&a[0]+1 越过一个数组元素长度的位置。即：&a[0]+1*sizeof(a[0])
&a为整个数组的地址，(只是用首元素地址来表示，其实际代表的意义是整个数组)
故&a+1 越过整个数组长度的位置，到达数组a后面第一个位置。 即：&a+1*sizeof(a)

指针

定义与解引用

int *p = NULL; 与 *p = NULL ;
指针的定义与解引用都用到 ，这是让人晕的一个地方。
（不妨这样理解：在定义时，星号只是表示这是一个指针，int 表示这是一个int型的指针，把int * 放在一起看，表示这是一个整型指针类型。如果我是 C 的设计者，那么用$符号来定义指针类型 会不会让大家少些迷惑）

向指针变量赋值，右值必须是一个地址。例：int p = &i ;
这样，编译器在变量表里查询变量 i 对应的地址，然后用地址值把 &i 替换掉。 那么我们能不能直接把地址值写出来作为右值呢？当然。指针不就是存储地址的变量嘛，直接把数字型的地址值赋给它有什么问题。（前提是这个地址值必须是程序可访问的）
例：
int p = (int )0x12ff7c ;
p = 0x100 ;
这里的 0x12ff7c 可看做某个变量的地址。需要注意的是：将地址 0x12ff7c 赋值给指针变量 p 的时候必须强制转换。（我们要保证赋值号两边的数据类型一致）

地址的强制转换

例：double p ;假设p的值为 0x100000
求下列表达式的值：
p + 0x1 =
(unsigned long)p + 0x1 =
(unsigned int )p + 0x1 = ___

注意：
一个指针与一个整数相加减。这个整数的单位不是字节，而是指针所指向的元素的实际存储大小。
所以 p + 0x1，p 指向的是一个 double 型变量，故值应为：0x100000+0x1*8=0x100008

(unsigned long)p则意为：将表示地址值的 p 强制转换成无符号的长整型。（即：告诉编译器，以前变量p里存储的是内存中的某个地址，现在变量p里存储的是一个长整型。即让编译器看待变量 p 的眼光改变一下，以后p是一个整型变量了，不是指针了，不要把它里面的值当做某个变量的地址了，不能根据这个地址去找某变量了。）
任何数值一旦被强制转换，其类型就变了。即编译器解释其值代表的含义就变了。
故：(unsignedlong)p + 0x1 是一个长整型值加一个整型值，结果为：0x100001

(unsigned int *)p则意为：将一个表示double型变量的地址值的指针，转换成一个表示unsigned int型变量地址的指针。
故(unsigned int*)p + 0x1 值为：0x100000+sizeof(unsignedint)*0x1 等于 0x100004
【强制转换指针类型的目的是为了：改变指针的步长（偏移的单位长度）】

注意：
两个指针直接相加是不允许的。(你要真想把两个地址值相加，把它们先都强制转换为int型即可)
两个指针直接相减在语法上是允许的。(但必须相对于同一个数组，结果是两指针指向位置相隔的元素个数)

指针表达式

注意：*与++优先级相同，且它们的结合性都是从右向左的。
例：char ch ;char *cp=&ch ;
指针表达式：
*`++cp`* 先运算++cp，再解引用\。
当其为右值时，是ch下一个存储单元的值（是一个垃圾值）
当其为左值时，是ch的下一个存储单元

*`(cp)++`*当其为右值时，表达式的值等于ch的值，（但它使ch值自增1）
当其为左值时，非法。
【注意：++,--的表达式（及大部分的表达式，数组的后缀表达式除外）的值都只是一种映像（暂存于寄存器），不在内存区中，故无法得到它们的地址，它们也无法做左值】★故：(\cp)++表达式的值虽与ch相同，但它只是ch值的一份拷贝，不是真正的ch

*`++cp++`**
当其为右值时：表达式的值等于ch+1，这个值只是一个映像(寄存器中)。(但这个表达式实际做了一些工作：使cp指向ch的下一个单元，使ch中的值增1)
当其为左值时，非法。

【++,--,与 * 组合的指针表达式只是把几个工作融合在一个表达式中完成，使代码简洁，但可读性差】
例：对于 *cp++ ; 我们可以把它分解为： *cp 之后再 cp++
对于 *++cp ; 我们可以把它分解为：++cp 之后再*cp