【C语言】数组指针与指针数组

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;
}