数组指针有什么用处（【C Primer PLus 摘录】第 10 章数组和指针（未完））

时间2025-08-05 06:09:17分类IT科技浏览4090

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C Primer Plus 摘录

第 10 章数组和指针

10.1 数组

数组由数据类型相同的一系列元素组成。

通过声明数组告诉编译器数组中内含多少元素和这些元素的类型。编译器根据这些信息正确地创建数组。

float candy[365]; char code[12]; int states[50];

方括号 [] 表明candy 、 code和states都是数组，方括号中的数字表明数组中的元素个数。

要访问数组中的元素，通过使用数组下标数（也称为索引）表示数组中

的各元素。数组元素的编号从 0 开始。 10.1.1 初始化数组用以逗号分隔的值列表（用花括号括起来）来初始化数组，各值之间用逗号分隔。 int powers[8] = {1,2,4,6,8,16,32,64};

推荐使用宏定义数组长度，只需修改 #define 这行代码即可

要创建只读数组，应该用 const 声明和初始化数组

const int days[MONTHS] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

存储类别警告：数组和其他变量类似，可以把数组创建成不同的存储类别（storage class），第12章将介绍存储类别的相关内容。本章描述的数组属于自动存储类别

当初始化列表中的值少于数组元素个数时，编译器会把剩余的元素都初始化为 0 。

如果初始化列表的项数多于数组元素个数，编译器可没那么仁慈，它会毫不留情地将其视为错误。

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。

const int days[] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31 }; sizeof days 是整个数组的大小（以字节为单位），sizeof day[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。 10.1.2 指定初始化器（C99）

C99 增加了一个新特性： 指定初始化器（designated initializer） 。利用该特性可以初始化指定的数组元素。

对于传统的C初始化语法，要初始化指定元素，则必须同时初始化其之前的所有元素。

int arr[6] = {0,0,0,0,0,212}; // 传统的语法 int arr[6] = {[5] = 212}; // 把arr[5]初始化为212 第一，如果指定初始化器后面有更多的值，如该例中的初始化列表中的片段： [4] = 31,30,31 ，那么后面这些值将被用于初始化指定元素后面的元素。第二，如果再次初始化指定的元素，那么最后的初始化将会取代之前的初始化。如开始时把 days[1] 初始化为 28 ，但是 days[1] 又被后面的指定初始化 [1] = 29 初始化为 29 。 int days[MONTHS] = { 31, 28, [4] = 31, 30, 31, [1] = 29 }; 10.1.3 给数组元素赋值声明数组后，可以借助数组下标（或索引）给数组元素赋值。 10.1.4 数组边界

在使用数组时，要防止数组下标超出边界。也就是说，必须确保下标是有效的值。

归功于 C 信任程序员的原则。不检查边界， C 程序可以运行更快。编译器不会检查数组下标是否使用得当。在C标准中，使用越界下标的结果是未定义的。这意味着程序看上去可以运行，但是运行结果很奇怪，或异常中止。

10.1.5 指定数组的大小在C99标准之前，声明数组时只能在方括号中使用「整型常量表达式」 。所谓整型常量表达式，是由整型常量构成的表达式。 sizeof 表达式被视为整型常量，但是（与C++不同） const 值不是。另外，表达式的值必须大于 0 int n = 5; int m = 8; float a1[5]; // 可以 float a2[5*2 + 1]; //可以 float a3[sizeof(int) + 1]; //可以 float a4[-4]; // 不可以，数组大小必须大于0 float a5[0]; // 不可以，数组大小必须大于0 float a6[2.5]; // 不可以，数组大小必须是整数 float a7[(int)2.5]; // 可以，已被强制转换为整型常量 float a8[n]; // C99之前不允许 float a9[m]; // C99之前不允许 C99标准允许这样声明，这创建了一种新型数组，称为变长数组（variable-length array）或简称 VLA（C11 放弃了这一创新的举措，把VLA设定为可选，而不是语言必备的特性）。 C99引入变长数组主要是为了让C成为更好的数值计算语言。

10.2 多维数组

多维数组是这样一种数组，它是一种数组，它的每个元素也是包含指定元素数量的数组。 float rain[5][12]; // 内含 5 个元素的数组，每个元素本身是一个内含12个 float 类型值的数组

上述声明中 rain[5] 表明 rain 是一个内含 5 个元素的数组； float [12] 说明每个元素的类型是 float[12]

rain[i] 是一个内含12个 float 类型值的数组，因此该数组的首元素就是 rain[i][0] ，第 2 个元素是rain[0][1] ，以此类推，要访问第 i 个数组的第 j 个元素（编号从 0 开始）即为 rain[i][j]

该二维视图有助于帮助读者理解二维数组的两个下标。在计算机内部，这样的数组是按顺序储存的，从第1个内含12个元素的数组开始，然后是第2个内含12个元素的数组，以此类推。

遍历二维数组常用两个嵌套的 for 循环，一个循环处理数组的第1个下标，另一个循环处理数组的第2个下标。

10.2.1 初始化二维数组初始化二维数组是建立在初始化一维数组的基础上。首先，初始化一维数组如下： sometype ar1[5] = {val1, val2, val3, val4, val5}; 对于二维数组 rain[5][12] ，rain是一个内含 5 个元素的数组，每个元素又是内含12个 float 类型元素的数组。所以，对 rain 而言， val1 应该包含 12 个值，用于初始化内含 12 个 float 类型元素的一维数组。 const float rain[5][12] = { {4.3,4.3,4.3,3.0,2.0,1.2,0.2,0.2,0.4,2.4,3.5,6.6}, {8.5,8.2,1.2,1.6,2.4,0.0,5.2,0.9,0.3,0.9,1.4,7.3}, {9.1,8.5,6.7,4.3,2.1,0.8,0.2,0.2,1.1,2.3,6.1,8.4}, {7.2,9.9,8.4,3.3,1.2,0.8,0.4,0.0,0.6,1.7,4.3,6.2}, {7.6,5.6,3.8,2.8,3.8,0.2,0.0,0.0,0.0,1.3,2.6,5.2} }; // 使用了 5 个数值列表(花括号括起来) ，逗号分隔来初始化二维数组 // 第一个列表初始化第一个元素，依次类推。初始化时也可省略内部的花括号，只保留最外面的一对花括号。如果初始化的数值不够，则按照先后顺序逐行初始化，直到用完所有的值。 10.2.2 其他多维数组可以把一维数组想象成一行数据，把二维数组想象成数据表，把三维数组想象成一叠数据表。

10.3 指针和数组

数组名是数组首元素的地址

在 C 中，指针加 1 指的是增加一个存储单元 。对数组而言，这意味着把加 1 后的地址是下一个元素的地址，而不是下一个字节的地址（见图10.3）。这是为什么必须声明指针所指向对象类型的原因之一。只知道地址不够，因为计算机要知道储存对象需要多少字节（即使指针指向的是标量变量，也要知道变量的类型，否则 *pt 就无法正确地取回地址上的值）。

指针的值是它所指向对象的地址。地址的表示方式依赖于计算机内部的硬件。许多计算机（包括PC和Macintosh）都是按字节编址，意思是内存中的每个字节都按顺序编号。这里，一个较大对象的地址（如double类型的变量）通常是该对象第一个字节的地址。

在指针前面使用 * 运算符可以得到该指针所指向对象的值。

指针加 1 ，指针的值递增它所指向类型的大小（ sizeof type 以字节为单位）

dates + 2 == &date[2] // 相同的地址 *(dates + 2) == dates[2] // 相同的值

以上关系表明了数组和指针的关系十分密切，可以使用指针标识数组的元素和获得元素的值。从本质上看，同一个对象有两种表示法。定义 ar[n] 的意思是 *(ar + n) 。可以认为 *(ar + n) 的意思是“到内存的 ar 位置，然后移动 n 个单元，检索储存在那里的值 ” 。

不要混淆 *(dates+2) 和 *dates+2 。间接运算符 * 的优先级高于 + ，所以 *dates+2 相当于 (*dates)+2

明白了数组和指针的关系，便可在编写程序时适时使用数组表示法或指针表示法 。

指针表示法和数组表示法是两种等效的方法。编译器编译这两种写法生成的代码相同。

10.4 函数、数组和指针

数组名是该数组首元素的地址，所以数组作为函数的参数时，第一个参数是数组名，也就是第一个元素的地址，它是一个指针类型，第二个参数是数组的大小，它是一个整型变量。

第1个形参告诉函数该数组的地址和数据类型，第2个形参告诉函数该数组中元素的个数

int sum(int* ar, int n); 只有在函数原型或函数定义头中，才可以用 int ar[] 代替 int *ar： int *ar 形式和 int ar[] 形式都表示 ar 是一个指向 int 的指针。但是，int ar[] 只能用于声明形式参数。第 2 种形式 int ar[] 提醒读者指针 ar 指向的不仅仅一个 int 类型值，还是一个 int 类型数组的元素 int sum (int ar[], int n); 下面 4 中原型是等价的： int sum(int *ar, int n); int sum(int *, int); int sum(int ar[], int n); int sum(int [], int); 我们的系统中用 8 字节储存地址，所以指针变量的大小是 8字节（其他系统中地址的大小可能不是8字节）。 10.4.1 使用指针形参函数要处理数组必须知道何时开始、何时结束。

还有一种方法是传递两个指针，第1个指针指明数组的开始处（与前面用法相同），第2个指针指明数组的结束处。

int sump(int* start, int* end) { int total = 0; while(start < end) { total += *start;// 把数组元素的值加起来 start++; } return total; } while循环的测试条件是一个不相等的关系，所以循环最后处理的一个元素是end所指向位置的前一个元素。这意味着end指向的位置实际上在最后一个元素的后一个位置。 // 因为下标从0开始，所以 marbles + SIZE 指向数组末尾的下一个位置。 answer = sump(marbles, marbles + SIZE);

可以把循环体压缩成一行代码：total += *start++; 一元运算符 * 和 ++ 的优先级相同，但结合律是从右往左，所以 start++ 先求值，然后才是*start 。

10.4.2 指针表示法和数组表示法

处理数组的函数实际上用指针作为参数，但是在编写这样的函数时，可以选择是使用数组表示法还是指针表示法。

ar[i] 和 *(ar+1) 这两个表达式都是等价的。无论 ar 是数组名还是指针变量，这两个表达式都没问题。但是， 只有当 ar 是指针变量时，才能使用 ar++ 这样的表达式 。

指针表示法（尤其与递增运算符一起使用时）更接近机器语言，因此一些编译器在编译时能生成效率更高的代码。然而，许多程序员认为他们的主要任务是确保代码正确、逻辑清晰，而代码优化应该留给编译器去做。

10.5 指针操作

指针变量的 9 种基本操作

赋值： 可以把地址赋给指针。

解引用： * 运算符给出指针指向地址上储存的值。

取址： 和所有变量一样，指针变量也有自己的地址和值。

指针与整数相加： 可以使用 + 运算符把指针与整数相加，或整数与指针相加。如果相加的结果超出了初始指针指向的数组范围，计算结果则是未定义的。

整数都会和指针所指向类型的大小（以字节为单位）相乘，然后把结果与初始地址相加。

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。

指针减去一个整数： 可以使用-运算符从一个指针中减去一个整数。指针必须是第1个运算对象，整数是第 2 个运算对象。

该整数将乘以指针指向类型的大小（以字节为单位），然后用初始地址减去乘积。

递减指针： 当然，除了递增指针还可以递减指针。

指针求差： 可以计算两个指针的差值。通常，求差的两个指针分别指向同一个数组的不同元素，通过计算求出两元素之间的距离。 **差值的单位与数组类型的单位相同，如 ptr2 - ptr1 得 2 ，意思是这两个指针所指向的两个元素相隔两个 int ，而不是 2 字节。

比较： 使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。

在递增或递减指针时还要注意一些问题。编译器不会检查指针是否仍指向数组元素。

千万不要解引用未初始化的指针。在使用指针之前，必须先用已分配的地址初始化它。例如，可以用一个现有变量的地址初始化该指针（使用带指针形参的函数时，就属于这种情况）。或者还可以使用第 12 章将介绍的 malloc() 函数先分配内存。

指针的第 1 个基本用法是在函数间传递信息。前面学过，如果希望在被调函数中改变主调函数的变量，必须使用指针。指针的第 2 个基本用法是用在处理数组的函数中。

数组指针有什么用处（【C Primer PLus 摘录】第 10 章 数组和指针（未完））