重温C语言(4)之数组与指针

原文：https://mp.weixin.qq.com/s/0WTjpyfQnT9fNciFy-oP1A

数组

数组由一系列相同数据类型的元素组成。

初始化

void initArrayTemp() {
    // 含有 40 个char 类型的数据， 方括号中的数字表明数组中元素的个数
    char name[40];
    // 含有 8 个 int 类型的数据， 初始化了 8 个元素
    int a[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    // 数组元素下标从0开始，a[0] 代表第一个元素
    printf("%d\n", a[1]);

    printf("初始化值小于数组个数：\n");
    // 初始化的元素少于数组个数，那么剩余的值存储的垃圾值，初始化为0
    int b[4] = {8};
    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
        printf("%d ", b[I]);
    }
    printf("\n初始化值大于数组个数：\n");
    // 初始化的元素大于数组个数，去调用的话会直接报错
    int c[4] = {8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 77};
    for (int i = 0; i < 15; ++i) {
        printf("%d ", c[I]);
    }
    printf("\n不设定数组个数:\n");
    // 如果初始化数组时省略方括号中的数字，编译器会根据初始化列表中的项数来确定数组的大小
    int d[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 11, 23};
    // sizeof运算符给出它的运算对象的大小（以字节为单位）。所以sizeof(d)是整个数组的大小（以字节为单位），sizeof(d[0])是数组中一个元素的大小（以字节为单位）。整个数组的大小除以单个元素的大小就是数组元素的个数。
    for (int j = 0; j < sizeof(d) / sizeof(d[0]); ++j) {
        printf("%d ", d[j]);
    }

    printf("\n指定初始化某个元素:\n");
    // 在初始化列表中使用带方括号的下标指明待初始化的元素
    int e[15] = {1, 2, [3] = 9, [9] = 88, [14] = 3};
    for (int k = 0; k < 15; ++k) {
        printf("%d ", e[k]);
    }
}

2
初始化值小于数组个数：
8 0 0 0 
初始化值大于数组个数：
8 1 2 3 8 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 
不设定数组个数:
1 2 3 4 5 6 9 11 23 
指定初始化某个元素:
1 2 0 9 0 0 0 0 0 88 0 0 0 0 3 

赋值

    int a[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
        printf("%d ", a[I]);
    }
    printf("\n给下标为3的第四个元素赋值\n");
    a[3] = 78;
    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
        printf("%d ", a[I]);
    }

1 2 3 4 5 6 7 8 
给下标为3的第四个元素赋值
1 2 3 78 5 6 7 8 

多维数组

    // 含6个数组元素的数组，每个数组元素内含12个int类型的元素
    int a[6][12]  = {
            {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12},
            {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12},
            {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12},
            {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12},
            {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12},
            {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}
    };

    for (int i = 0; i <5; ++i) {
        printf("\n");
        for (int j = 0; j < 12; ++j) {
            printf("a[%d][%d]=%d  ", i, j, a[i][j]);
        }
    }

 printf("\n多维数组赋值1\n");
    int b[2][3] = {{1,2}, {2, 3}};
    for (int k = 0; k < 2; ++k) {
        for (int i = 0; i < 3; ++i) {
            printf("b[%d][%d]=%d  ", k, i, b[k][I]);
        }
    }

    printf("\n多维数组赋值2\n");
    int e[2][3] = {1,2, 2, 3};
    for (int k = 0; k < 2; ++k) {
        for (int i = 0; i < 3; ++i) {
            printf("e[%d][%d]=%d  ", k, i, e[k][I]);
        }
    }

多维数组赋值1
b[0][0]=1  b[0][1]=2  b[0][2]=0  b[1][0]=2  b[1][1]=3  b[1][2]=0  
多维数组赋值2
e[0][0]=1  e[0][1]=2  e[0][2]=2  e[1][0]=3  e[1][1]=0  e[1][2]=0 

指针

指针提供了一种以符号形式使用地址的方法，能够更有效的处理数组。

• 指针的值是它所指向对象的地址；
• 在指针前面使用 *运算符可以得到指针指向的对象的值；
• 指针加1的值是指针的值增加它指向的类型的大小（字节）；

数组名是数组首元素的地址：

    int a[10] = {1, 3, 4};  // a 是数组 a 的首元素地址 &a[0]
    printf("%p", a); // 通常以十六进制 %p 来表示元素指针的值: 0x7ffee9b61ae0
     
    int *addrA = a;  // 可以把指针地址赋值给指针变量
    printf("%p\n", addrA);  // 0x7ffee9b61ae0

a 和 &a[0] 都表示数组首元素的内存地址，而且都是常量。这个地址值可以赋值给指针变量。

    printf("a + 1 = %p\n", a + 1); // 0x7ffee7730ae4
    printf("a + 2 = %p\n", a + 2); // 0x7ffee7730ae8

c 语言中，指针加1指增加一个存储单元。 int 占4字节，所以数组中指针加1指的是下一个元素的地址。指针所指向对象的类型一定要知道，这样才能知道存储单元的大小，

printf("%p = %p\n", (a + 2), &a[2]); // 0x7ffee2fc0ae8 = 0x7ffee2fc0ae8
printf("%d = %d", *(a + 2), a[2]); // 4 = 4

知道正确的存储单元大小，*a 才能正确的取回地址对应的值。

函数与指针

// 这个方法的参数是数组的首元素地址, 也可以使用 int a[] 代替更能明确声明的是一个数组形参
int sumArray(int *a, int arraySize){
    int total = 0;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < arraySize ; ++i) {
        total += a[i]; // a[i] == *(a + i)
    }
    return total;
}

   int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printf("total = %d", sumArray(a, 5)); // total = 15

可以在函数中修改传入的数组的元素值

void resetArrayToZero(int a[], int arraySize){
    printf("\nreset array to zero:\n");
    for (int i = 0; i < arraySize; ++i) {
        a[i] = 0;   // 相当与直接修改地址对应的值，即原始数据的内容会被修改
    }
}

 int b[5] = {2, 3, 4, 5, 1};
    printf("\noriginal array to zero:\n");
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d ", b[I]);
    }
    resetArrayToZero(b, 5);
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d ", b[I]);
    }

original array to zero:
2 3 4 5 1 
reset array to zero:
0 0 0 0 0 

可以用指针修改数组之外类型的值：

    printf("\n修改值：\n");
    int number = 4;
    changeNumber(number);
    printf("changeNumber(int a) -> %d\n", number);
    changeNumberByPointer(&number);
    printf("changeNumberByPointer(int * a) -> %d\n", number);

修改值：
changeNumber(int a) -> 4
changeNumberByPointer(int * a) -> 16

指针骚操作

1. 赋值：地址赋给指针 int attr = &number;
2. 解引用：* 号运算符能得到指针指向地址上存储的值；
3. 取址：指针变量也有自己的地址和值；
4. 指针与整数相加：整数和指针指向的类型大小字节相乘，将结果与指针存储的地址相加；
5. 递增指针：递增指向数组元素的指针可以让该指针移动至数组的下一个元素；
6. 指针与整数相减：同4，不过是结果相减；
7. 递减指针：同5；
8. 指针求差：计算两个指针的差值，可以得到数组两个元素的距离，也就可以计算出数组指定类型的大小，两个指针指向同一个数组，这样求差才有意义；
9. 用关系运算符可以比较两个指针的值，前提是两个指针都指向相同类型的对象。

形式参数使用 const

int sum(const int ar[], int n); /*函数原型*/
int sum(const int ar[], int n) /*函数定义*/ 
{
    int I;
    int total = 0;
    for( i = 0 ; i < n ; i++) 
        total + = ar[i];
    return total;
}

形式参数使用 const，指明该参数只读，不能被修改，一旦修改就会编译报错。

指向多维数组的指针

int (*pz)[2]; //pz指向一个内含两个int类型值的数组

int *pax[2]; //pax是一个内含两个指针元素的数组，每个元素都指向int的指针, 中括号的优先级高于 * 

int zippo[4][2] = {{2,4},{6,8},{1,3},{5,7}};
int (*pz)[2];
pz = zippo;

zippo[m][n] == *(*(zippo + m) + n)
pz[m][n] == *(*(pz + m) + n) 

pz[0][0] = 2
*pz[0] = 2
**pz = 2
pz[2][1] = 3
*(*(pz + 2) + 1) = 3

复合字面量

字面量是除符号常量外的常量。例如，43是int类型字面量，11.3是double类型的字面量，'B'是char类型的字面量，"victor"是字符串字面量。

int a[2] = {1, 2};

(int [2]){1, 2};  // 复合字面量，与数组a相同，是匿名数组，小括号中的 `int [2]` 是复合字面量的类型名

(int []{1, 2, 3}); // 初始化有数组名的数组时可以省略数组大小，复合字面量也可以省略大小，编译器会自动计算数组当前的元素个数

因为复合字面量是匿名的，所以不能先创建然后再使用它，必须在创建的同时使用它。

int *pt1;
pt1 = (int [2]){10, 20};

小结

数组属于派生类型，因为它是建立在其他类型的基础上使用的。通常会使用函数来处理数组，在把数组名作为实际参数时，传递给函数的不是整个数组，而是数组的地址（因此，函数对应的形式参数是指针）。
要明确数组，指针的基本概念保持头脑清晰，这样才能轻松应对多维数组。