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一维数组
- 元素类型角度：数组是相同类型的变量的有序集合
- 内存角度：连续的一大片内存空间
在讨论多维数组之前，我们还需要学习很多关于一维数组的知识。首先让我们学习一个概念。
数组名
考虑下面这些声明：
int a;int b[10];
我们把a称作标量，因为它是个单一的值，这个变量是的类型是一个整数。我们把b称作数组，因为它是一些值的集合。下标和数名一起使用，用于标识该集合中某个特定的值。例如，b[0]表示数组b的第1个值，b[4]表示第5个值。每个值都是一个特定的标量。
那么问题是b的类型是什么？它所表示的又是什么？一个合乎逻辑的答案是它表示整个数组，但事实并非如此。在C中，在几乎所有数组名的表达式中，数组名的值是一个指针常量，也就是数组第一个元素的地址。它的类型取决于数组元素的类型：如果他们是int类型，那么数组名的类型就是“指向int的常量指针”；如果它们是其他类型，那么数组名的类型也就是“指向其他类型的常量指针”。
请问：指针和数组是等价的吗？
答案是否定的。数组名在表达式中使用的时候，编译器才会产生一个指针常量。那么数组在什么情况下不能作为指针常量呢？在以下两种场景下：- 当数组名作为sizeof操作符的操作数的时候，此时sizeof返回的是整个数组的长度，而不是指针数组指针的长度。
- 当数组名作为&操作符的操作数的时候，此时返回的是一个指向数组的指针，而不是指向某个数组元素的指针常量。
int arr[10];//arr = NULL; //arr作为指针常量，不可修改int *p = arr; //此时arr作为指针常量来使用printf("sizeof(arr):%d\n", sizeof(arr)); //此时sizeof结果为整个数组的长度printf("&arr type is %s\n", typeid(&arr).name()); //int(*)[10]而不是int* 下标引用
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }; *(arr + 3) ,这个表达式是什么意思呢？
首先，我们说数组在表达式中是一个指向整型的指针，所以此表达式表示arr指针向后移动了3个元素的长度。然后通过间接访问操作符从这个新地址开始获取这个位置的值。这个和下标的引用的执行过程完全相同。所以如下表达式是等同的：*(arr + 3)arr[3]
问题1：数组下标可否为负值？
问题2：请阅读如下代码，说出结果：int arr[] = { 5, 3, 6, 8, 2, 9 };int *p = arr + 2;printf("*p = %d\n", *p);printf("*p = %d\n", p[-1]); 那么是用下标还是指针来操作数组呢？对于大部分人而言，下标的可读性会强一些。
数组和指针
指针和数组并不是相等的。为了说明这个概念，请考虑下面两个声明：
int a[10];int *b;
声明一个数组时，编译器根据声明所指定的元素数量为数组分配内存空间，然后再创建数组名，指向这段空间的起始位置。声明一个指针变量的时候，编译器只为指针本身分配内存空间，并不为任何整型值分配内存空间，指针并未初始化指向任何现有的内存空间。
因此，表达式a是完全合法的，但是表达式b却是非法的。*b将访问内存中一个不确定的位置，将会导致程序终止。另一方面b++可以通过编译，a++却不行，因为a是一个常量值。
作为函数参数的数组名
当一个数组名作为一个参数传递给一个函数的时候发生什么情况呢？我们现在知道数组名其实就是一个指向数组第1个元素的指针，所以很明白此时传递给函数的是一份指针的拷贝。所以函数的形参实际上是一个指针。但是为了使程序员新手容易上手一些，编译器也接受数组形式的函数形参。因此下面两种函数原型是相等的：
int print_array(int *arr);int print_array(int arr[]);
我们可以使用任何一种声明，但哪一个更准确一些呢？答案是指针。因为实参实际上是个指针，而不是数组。同样sizeof arr值是指针的长度，而不是数组的长度。
现在我们清楚了，为什么一维数组中无须写明它的元素数目了，因为形参只是一个指针，并不需要为数组参数分配内存。另一方面，这种方式使得函数无法知道数组的长度。如果函数需要知道数组的长度，它必须显式传递一个长度参数给函数。
多维数组
如果某个数组的维数不止1个，它就被称为多维数组。接下来的案例讲解以二维数组举例。
void test01(){ //二维数组初始化 int arr1[3][3] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } }; int arr2[3][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; int arr3[][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; //打印二维数组 for (int i = 0; i < 3; i++){ for (int j = 0; j < 3; j ++){ printf("%d ",arr1[i][j]); } printf("\n"); }} 数组名
一维数组名的值是一个指针常量，它的类型是“指向元素类型的指针”，它指向数组的第1个元素。多维数组也是同理，多维数组的数组名也是指向第一个元素，只不过第一个元素是一个数组。例如：
int arr[3][10]
可以理解为这是一个一维数组，包含了3个元素，只是每个元素恰好是包含了10个元素的数组。arr就表示指向它的第1个元素的指针，所以arr是一个指向了包含了10个整型元素的数组的指针。
指向数组的指针(数组指针)
数组指针，它是指针，指向数组的指针。
数组的类型由元素类型和数组大小共同决定：int array[5] 的类型为 int[5]；C语言可通过typedef定义一个数组类型：
定义数组指针有一下三种方式：//方式一void test01(){ //先定义数组类型，再用数组类型定义数组指针 int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; //有typedef是定义类型，没有则是定义变量,下面代码定义了一个数组类型ArrayType typedef int(ArrayType)[10]; //int ArrayType[10]; //定义一个数组，数组名为ArrayType ArrayType myarr; //等价于 int myarr[10]; ArrayType* pArr = &arr; //定义了一个数组指针pArr，并且指针指向数组arr for (int i = 0; i < 10;i++){ printf("%d ",(*pArr)[i]); } printf("\n");}//方式二void test02(){ int arr[10]; //定义数组指针类型 typedef int(*ArrayType)[10]; ArrayType pArr = &arr; //定义了一个数组指针pArr，并且指针指向数组arr for (int i = 0; i < 10; i++){ (*pArr)[i] = i + 1; } for (int i = 0; i < 10; i++){ printf("%d ", (*pArr)[i]); } printf("\n");}//方式三void test03(){ int arr[10]; int(*pArr)[10] = &arr; for (int i = 0; i < 10; i++){ (*pArr)[i] = i + 1; } for (int i = 0; i < 10; i++){ printf("%d ", (*pArr)[i]); } printf("\n");} 指针数组(元素为指针)
栈区指针数组
//数组做函数函数，退化为指针void array_sort(char** arr,int len){ for (int i = 0; i < len; i++){ for (int j = len - 1; j > i; j --){ //比较两个字符串 if (strcmp(arr[j-1],arr[j]) > 0){ char* temp = arr[j - 1]; arr[j - 1] = arr[j]; arr[j] = temp; } } }}//打印数组void array_print(char** arr,int len){ for (int i = 0; i < len;i++){ printf("%s\n",arr[i]); } printf("----------------------\n");}void test(){ //主调函数分配内存 //指针数组 char* p[] = { "bbb", "aaa", "ccc", "eee", "ddd"}; //char** p = { "aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee" }; //错误 int len = sizeof(p) / sizeof(char*); //打印数组 array_print(p, len); //对字符串进行排序 array_sort(p, len); //打印数组 array_print(p, len);} 堆区指针数组
//分配内存char** allocate_memory(int n){ if (n < 0 ){ return NULL; } char** temp = (char**)malloc(sizeof(char*) * n); if (temp == NULL){ return NULL; } //分别给每一个指针malloc分配内存 for (int i = 0; i < n; i ++){ temp[i] = malloc(sizeof(char)* 30); sprintf(temp[i], "%2d_hello world!", i + 1); } return temp;}//打印数组void array_print(char** arr,int len){ for (int i = 0; i < len;i++){ printf("%s\n",arr[i]); } printf("----------------------\n");}//释放内存void free_memory(char** buf,int len){ if (buf == NULL){ return; } for (int i = 0; i < len; i ++){ free(buf[i]); buf[i] = NULL; } free(buf);}void test(){ int n = 10; char** p = allocate_memory(n); //打印数组 array_print(p, n); //释放内存 free_memory(p, n);} 二维数组三种参数形式
二维数组的线性存储特性
void PrintArray(int* arr, int len){ for (int i = 0; i < len; i++){ printf("%d ", arr[i]); } printf("\n");}//二维数组的线性存储void test(){ int arr[][3] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } }; int arr2[][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; int len = sizeof(arr2) / sizeof(int); //如何证明二维数组是线性的？ //通过将数组首地址指针转成Int*类型，那么步长就变成了4，就可以遍历整个数组 int* p = (int*)arr; for (int i = 0; i < len; i++){ printf("%d ", p[i]); } printf("\n"); PrintArray((int*)arr, len); PrintArray((int*)arr2, len);} 二维数组的3种形式参数
//二维数组的第一种形式void PrintArray01(int arr[3][3]){ for (int i = 0; i < 3; i++){ for (int j = 0; j < 3; j++){ printf("arr[%d][%d]:%d\n", i, j, arr[i][j]); } }}//二维数组的第二种形式void PrintArray02(int arr[][3]){ for (int i = 0; i < 3; i++){ for (int j = 0; j < 3; j++){ printf("arr[%d][%d]:%d\n", i, j, arr[i][j]); } }}//二维数组的第二种形式void PrintArray03(int(*arr)[3]){ for (int i = 0; i < 3; i++){ for (int j = 0; j < 3; j++){ printf("arr[%d][%d]:%d\n", i, j, arr[i][j]); } }}void test(){ int arr[][3] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 } }; PrintArray01(arr); PrintArray02(arr); PrintArray03(arr);} 总结
编程提示
- 源代码的可读性几乎总是比程序的运行时效率更为重要
- 只要有可能，函数的指针形参都应该声明为const
- 在多维数组的初始值列表中使用完整的多层花括号提供可读性
内容总结
在绝大多数表达式中，数组名的值是指向数组第1个元素的指针。这个规则只有两个例外，sizeof和对数组名&。
指针和数组并不相等。当我们声明一个数组的时候，同时也分配了内存。但是声明指针的时候，只分配容纳指针本身的空间。 当数组名作为函数参数时，实际传递给函数的是一个指向数组第1个元素的指针。 我们不单可以创建指向普通变量的指针，也可创建指向数组的指针。转载地址：http://czxmi.baihongyu.com/