C语言中的指针与数组

@(C语言)[排序算法, 快速排序, C实现]

引言

相信指针与数组是不少同学在初学C语言时遇见的大魔王。指针的的概念弄不清，导致程序写起来极易出错， 我遇见的运行错误有九成都是指针使用不当导致的，可以说，指针与数组是在学习C语言的道路上，必须击败的一个小BOSS。
//注：本文中可能有部分词汇初学者不明白其含义，没有关系的，这些不会造成您阅读本博文的障碍，网上搜一下含义，大致理解它的意思即可。

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指针

指针的概念

指针是一种特殊的变量类型，它的值直接指向存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元，因而得名叫指针。
举个例子，我们现在知道存储单元中有一个变量 a，知道他的值，但假如我们不知道他在存储单元里的位置，那我们将无法改变这个变量的值。但是，我们现在申请了一个特殊的变量，他可以储存 a 的地址，获取到 a 的地址之后，我们就可以找到它在内存中的位置，就可以更改内存变量的值了。当然，这只是个例子，只是为了方便大家理解指针的含义而已，在C语言中，变量会在它的作用域中保留它的地址，直接用个取址符&就可获取其地址。

指针用法举例

指针的声明格式如下：
[变量类型] * [指针名称]
例如：int * p;

下面展示一个指针运用的程序

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 10;//声明一个int变量
    int *p = &a;//声明一个指针，指向变量a
    //int *p = a;//注意，这行是错误的，不能直接将int型赋值给指针变量
    //在定义了指针之后，在指针变量前加一个*，即代表的是p所指的变量
    printf("a的值为%d,*p的值为%d\n",a,*p);
    return 0;
}

程序输出的结果为：a的值为10,p的值为10
可见：
1.不能直接将int型变量赋值给指针变量
2.在定义了指针之后，在指针变量前加一个，即代表的是p所指的变量

第一点很容易理解，指针作为储存地址的特殊变量，自然不能存储普通变量类型的值，只可以赋值给它地址作为值，也就是我们所谓的指向这个变量。

第二点是取值符 * 的演示：即 * p 的表达式等价于 a 的表达式。注意很多同学会把定义指针时的 * 和取值符 * 弄混，其实它们两个并无联系。

函数间的指针传参

上面提到过变量在它的作用域中可以直接通过取址符获得变量在内存中的地址，但如果是函数间传参的话，这个方法就不得行了。
举个例子

#include <stdio.h>
void test(int a)
{
    a=11;
}
int main()
{
    int a=10;
    test(a);
    printf("a=%d\n",a);
    return 0;
}

输出的结果：a=10
可见，test函数并没能做到改变a的值。其实原因很简单，传参数a，传的只是参数a的数值，并不是它的地址。在函数test中，并不知道a的地址为多少，自然也就无法更改a的值（test中的变量a是个型参，与main中的a不同）。

那我们该如何解决这个问题呢？这时，指针的作用就来了！

#include <stdio.h>
void test(int *p)
{
    *p=11;
}
int main()
{
    int a=10;
    test(&a);
    printf("a=%d\n",a);
    return 0;
}

输出的结果：a=11
可见，如果把a的地址作为指针传过去，test函数就有办法通过指针来修改a的值了，是不是很有趣呢？

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数组

数组的概念

所谓数组，是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合。若将有限个类型相同的变量的集合命名，那么这个名称为数组名。在C语言中， 数组属于构造数据类型。一个数组可以分解为多个数组元素，这些数组元素可以是基本数据类型或是构造类型。因此按数组元素的类型不同，数组又可分为数值数组、字符数组、指针数组、结构数组等各种类别。

数组运用举例

在C语言中，数组的定义形式为 [变量类型] [数组名称][]
例如：int a[];

举个栗子，假如我现在要从10个数中选择最大的一个数输出，该怎么编码？
如果我们不会用数组的话，我们就要定义10个变量了，哦，想想都麻烦死了。。。
闲聊：还记得我刚学习C语言时，计算机导论老师叫我写一个8个数的排序，我就真的定义了8个变量，最后把老师笑死了（计算机导论老师不知道我们当时还没学数组）

#include <stdio.h>
int max(int a,int b)//比较大小函数
{
    return a>b?a:b;
}
int main()
{
    int a[10]={6,7,3,9,1,0,6,5,10,4};//待处理的10个数
    int ans = a[0];//作为答案的变量
    int i;
    
    for(i=1;i<10;i++)
    {
        ans=max(ans,a[i]);//依次比较大小，保留较小的
    }
    printf("Max = %d\n",ans);
    return 0;
}

运行的结果：Max = 10
可见，运用数组的话，能大大提高我们编程的效率，不用傻傻地定义10个变量了

数组与指针的关系

其实说白了，数组就是运用了指针的思想来构建的。
数组其实就是在内存中申请一段连续的内存单元，然后再把这一段内存单元的首单元的地址储存起来，就构成了数组。比如我们要找到a[6]，计算机先找到数组a的首地址，然后再向后移动6个单元格，就是我们要找的a[6]了。
举个例子

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[10];
    
    printf("数组a的首地址：a=%x\n a[0]的地址为：&a[0]=%x\n a[6]的地址为：&a[6]=%x\n",a,&a[0],&a[6]);
    
    return 0;
}

输出的结果：
数组a的首地址：a=5fbff7c0
a[0]的地址为：&a[0]=5fbff7c0
a[6]的地址为：&a[6]=5fbff7d8

注：%x为16进制输出
可见，a的地址和a[0]的地址是一样的，可见数组名a的实质，其实就是指向数组a首地址的指针

二维数组

二维数组其实就是有两个维度的数组
例如 int a[10][10];
类似的，还有三维数组，四位数组。

举个例子：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[3][3]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
    //假设第一个维度代表的是行，第二个维度代表的是列
    //我们想知道第2行，第三列的数据就直接用a[1][2]就可以了
    printf("a[1][2]=%d\n",a[1][2]);
    return 0;
}

输出的结果：a[1][2]=6
注：C语言中的序列都是从0开始数

因为这篇博文主要是讲的指针与数组的关系，所以二维数组的概念就点到为止吧

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总结

这么看起来，其实指针和数组还是挺简单的对吧？只要理解了它的概念，并多敲代码，就能做到熟练的运用它们。

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注：未经作者允许，请勿私自转载博文。
参考资料：百度百科（指针和数组的概念）