浅谈指针定义细节及其与数组的关系

前言

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翁恺老师曾经说过，指针是 C 语言的灵魂，是使 C 语言成为 “C语言” 的关键。在我刚学习到 C 语言指针这一节的时候，
感觉到自己已经慢慢走近了核心地带，心里无比好奇和激动，但却被它的难度吓个不轻。
所以之后因为有所畏惧所以搁置了很久，直到去我的社团干事招新面试，技术部部长问了我一个问题：
“你觉得指针和数组是一个东西吗？”
当时虽然一口咬定不是，但其实心里也没底，所以回去之后立马就查了资料。时至今日回想起来，都觉得应该认真地总结一下指针这个知识点。

指针的定义

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大体的基础概念我们也都不再重复了，博客内介绍的东西本就不应该是教材、书本上有过的东西。
我们更应该介绍的是大家容易出错的点，来为各位初学程序设计的同学们亮一盏指明灯。

本文关注的是定义时的细节：

    int *p;   // 这是最常见的定义一个指针的语法
              // 但是我们还会看到以下"咒语"来捣蛋搞怪...

    int* p;
    int* p,q;

当一个人在刚学一个新概念的时候，最应该抓紧时间学会的就是
“怎么下次再看到这玩意儿的时候一下子就懂它是什么”。
所以怎么理解这个语法细节，怎么快速记忆就很关键了。

第一种: ""(星号)靠在 p 旁边，
学过这一节后我们都知道""同时也有 “读取地址里的变量”的意思。
所以 *p 意思上和 平时正常 int 定义的 a1,a2 没有什么区别。
而 p 是存放地址的指针。

第二种: ""靠在 int 旁边，
这样容易给初学者造成一种错觉，C 语言是不是有一种类型:
叫做 “指针类型”，定义方法就是 " int double* ..."之类的。
Emmmm...怎么说呢，我承认这样确实比较好记，但是 C 语言里
真的没有 " int* "这种类型呢...
如果你真的要坚持这样记，那我们看看下面这种情况:

第三排定义了两个变量，但是 "" 靠近 int:
按那种记忆方法，你会认为，p,q 两个变量都是 " int "指针类型。
但是其实...

        #include "stdio.h"

        int main(){
            int* p,q;
            printf("*q = %d",*q);
            return 0;
        }
        
        Error(1):
        Hello_World.c: In function 'main':
        Hello_World.c:5:19: error: invalid type argument of unary '*' (have 'int')
        printf("*q = %d",*q);
                          ^~

如你所见，我们用"*"去读取 q，报错了，因为 q 不是指针，而是如假包换的 int 整形变量。

指针和数组

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我们在学习 C 语言函数那一节的时候，初步了解到了变量的生命周期和作用域。
这一性质导致我们不能很随便地定义和使用变量，要关注代码中的“域”。
我们知道了 main(){}里定义变量 a, 而在Func(){}里修改 a 并没有什么卵用。
然而当我们学会了将 “数组” 当做参数传入函数时，似乎这些破事儿就不用考虑了。
下面举个例子:

        #include "stdio.h"

        void Func(int array[], int a);

        int main(){
            int array[5] = {1,2,3,4,5};
            int a = 6;
            
            Func(array);
            
            printf("a = %d\n",);
            return 0;
        }

        void Func(int array[], int a){
            
            // 修改值
            array[1] = 0;
            a = 7;
            
            for(int i=0; i<5; i++){
                printf("%d ", array[i]);
            }
        }

Run:
Windows PowerShell - □ x
版权所有 (C) Microsoft Corporation。保留所有权利。
1 0 3 4 5
a = 6

凭什么该改数组里的就有效果，而改 a 就没效果呢？
数组到底有什么特殊的地方呢？
Emmmm... 就这么干干地傻想是不行的，我们的找点类似的东西来类比。
翻翻教材里指针这一节，我们会看到一个函数 swap(...)，

        void swap(int *a, int *b){
                int temp;
                temp = *a;
                *a = *b;
                *b = temp;
        }

当函数的参数里有指针，函数体里还用 "*" 访问了指针指向的变量值，
做的任何修改都是有意义的。
因为我们更改的是内存(RAM)里存放的值，main(){}里面对变量的操作也基于这里。

联系起来一看....
“ bLing!!~~ ” 你是不是灵光一现？
难不成传入函数的数组参数就是一个数组的指针？
< 程序员之神的声音: 恭喜你我的孩子~ 你答对了! >

函数参数里的 数组参数 实质上是 指向数组首地址的指针。

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说实话，这是一种非常聪明的做法。
真的要把一大坨又臭又长的数组传给函数，搬动起来效率很低。
所以我们选择只传该数组的首地址，因为在内存中数组是一片连续的空间，
知道了首地址，指针值只需要简单的++,--,就可以实现数组的随机访问，
而且别忘了，就算你传入的是数组指针，

    你仍然可以这么用：

    Func(int *array){
    array[2] = 6;
    }

    [] 运算符对指针仍然是可用的。
    哪怕是仅仅指向一个整数值的变量：

    // main(){}里 a = 5;
    Func(int *a){
    a[0] = 6; 
    }

    意思是，把 a 看做是一个长度为 1 的数组,
    所以只有 a[0] 一个下标可用。

总结

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总算完全搞明白了 “指针” 和 “数组” 之间的这点小九九。
希望大家能有所收获吧! ~~