C语言指针深入详解（三）：数组名理解、指针访问数组、一维数组传参的本质、冒泡排序、二级指针、指针数组、指针数组模拟二维数组

目录

一、 数组名理解

二、指针访问数组

三、一维数组传参的本质

四、 冒泡排序 

五、二级指针

六、指针数组

七、指针数组模拟二维数组

结语

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前言:前面几篇文章介绍了c语言的一些知识，包括循环、数组、函数、VS实用调试技巧、函数递归、操作符等，在这篇文章中，我将继续介绍指针的一些重要知识点！由于指针的内容较多，博主将会分为六篇博客介绍，这是第三篇！对指针感兴趣的友友们可以在评论区一起交流学习！  

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一、 数组名理解

还记得我们之前在指针访问数组内容时，有这样代码：

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int *p = &arr[0];

这里我们使用 &arr[0] 的方式拿到了数组第一个元素的地址，但是其实数组名本来就是地址，而且
是数组首元素的地址，我们来做个测试。 

#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);printf("arr = %p\n", arr);return 0;
}

输出结果：

我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样，数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址。 

数组名如果是数组首元素的地址，下面的代码我们可以怎么理解哩？

#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf("%d\n", sizeof(arr));return 0;
}

输出的结果是：40，如果arr是数组首元素的地址，那输出应该的应该是4/8才对。
其实数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址是对的，但是有两个例外： 

（1）sizeof(数组名)，sizeof中单独放数组名，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节；

（2）&数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址（整个数组的地址和数组首元素的地址是有区别的）。

除此之外，任何地方使用数组名，数组名都表示首元素的地址。

友友们可以尝试一下这个代码：

#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);printf("arr = %p\n", arr);printf("&arr = %p\n", &arr);return 0;
}

三个打印结果一模一样，这时候有友友们又要纳闷了，那arr和&arr有啥区别呢？

#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);printf("&arr[0]+1 = %p\n", &arr[0]+1);printf("arr = %p\n", arr);printf("arr+1 = %p\n", arr+1);printf("&arr = %p\n", &arr);printf("&arr+1 = %p\n", &arr+1);return 0;
}

输出结果： 

&arr[0] = 0077F820
&arr[0]+1 = 0077F824
arr = 0077F820
arr+1 = 0077F824
&arr = 0077F820
&arr+1 = 0077F848

这里我们发现&arr[ 0 ]和&arr[ 0 ]+1相差4个字节，arr和arr+1相差4个字节，是因为&arr[ 0 ]和arr都是首元素的地址，+1就是跳过一个元素。但是&arr和&arr+1相差40个字节，这就是因为&arr是数组的地址，+1操作是跳过整个数组的。
看到这里，我想友友们应该搞清楚数组名的意义了吧。
这里友友们只要记住数组名是数组首元素的地址，除了有2个例外，上面已经介绍过了。

二、指针访问数组

通过学习前面介绍的知识，结合数组的特点，我们就可以用指针访问数组了！

这里对比一下

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 0 };//输入 int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//输入 int* p = arr;for (i = 0; i < sz; i++){scanf("%d", p + i);//scanf("%d", arr+i);//也可以这样写 }//输出 for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(p + i));}return 0;
}

数组名arr是数组首元素的地址，可以赋值给p，数组名arr和p在这里其实是等价的。 我们再思考一下，我们可以使用arr[i]可以访问数组的元素，那p[i]是否也可以访问数组呢？

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 0 };//输入 int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//输入 int* p = arr;for (i = 0; i < sz; i++){scanf("%d", p + i);//scanf("%d", arr+i);//也可以这样写 }//输出 for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", p[i]);}return 0;
}

注意：这里第二个代码将*(p+i)换成p[i]也是能够正常打印的，所以本质上p[i]是等价于*(p+i)。 

 同理arr[i]应该等价于*(arr+i)，数组元素的访问在编译器处理的时候，也是转换成首元素的地址+偏移量求出元素的地址，然后解引用来访问的。

三、一维数组传参的本质

我们在这里讨论一下数组传参的本质。之前我们都是在函数外部计算数组的元素个数，那么我们可以把数组传给一个函数后，在函数内部求数组的元素个数吗？

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include <stdio.h>void test(int arr[])
{int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz2 = %d\n", sz2);
}int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz1 = %d\n", sz1);test(arr);return 0;
}

输出结果：

我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数！这就涉及到函数传参的本质了，上节课我们已经介绍了：数组名是数组首元素的地址；那么在数组传参的时候，传递的是数组名，也就是说本质上数组传参传递的是数组首元素的地址。 

函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。

在函数内部我们写sizeof(arr) 计算的是一个地址的大小（单位字节）而不是数组的大小（单位字节）。正是因为函数的参数部分是本质是指针，所以在函数内部是没办法求的数组元素个数的。

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include<stdio.h>void test(int arr[])//参数写成数组形式，本质上还是指针 
{printf("%d\n", sizeof(arr));
}void test(int* arr)//参数写成指针形式 
{printf("%d\n", sizeof(arr));//计算一个指针变量的大小 
}int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };test(arr);return 0;
}

总结：一维数组传参，形参的部分可以写成数组的形式，也可以写成指针的形式。

四、 冒泡排序 

重点来了！这里我们先介绍一下冒泡排序的核心思想：

冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较。

下面是代码实现：

方法（1）：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include<stdio.h>void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数 
{int i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){int j = 0;for (j = 0; j < sz - i - 1; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}
}int main()
{int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

 我们可以还优化一下，方法（2）：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include<stdio.h>void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数 
{int i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){int flag = 1;//假设这一趟已经有序了 int j = 0;for (j = 0; j < sz - i - 1; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){flag = 0;//发生交换就说明，无序 int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}if (flag == 1)//这一趟没交换就说明已经有序，后续无序排序了 break;}
}int main()
{int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

五、二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存放在哪里哩？这个就是二级指针。

这里给友友们看一张二级指针的示意图：

二级指针的运算：

（1）*ppa 通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的是pa ， *ppa 其实访问的就是pa 。

int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;

（2）**ppa 先通过 *ppa 找到pa ,然后对 pa 进行解引用操作： *pa ，那找到的是a 。

**ppa = 30;//等价于*pa = 30; //等价于a = 30;

六、指针数组

有朋友可能要问了，指针数组是指针还是数组？这个咱们类比一下就知道了：整型数组，是存放整型的数组；字符数组是存放字符的数组。那指针数组呢？就是存放指针的数组啦。

                                                         整型数组和字符数组  

指针数组的每个元素都是用来存放地址（指针）的。就像下图这样：

指针数组的每个元素是地址，又可以指向一块区域。  

七、指针数组模拟二维数组

咱们这里尝试用这种数组模拟出二维数组——

代码实现：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#include <stdio.h>int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };//数组名是数组⾸元素的地址，类型是int*的，就可以存放在parr数组中 int* parr[3] = { arr1, arr2, arr3 };int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 5; j++){printf("%d ", parr[i][j]);}printf("\n");}return 0;
}

这是parr数组的图示： 

parr[ i ]是访问parr数组的元素，parr[ i ]找到的数组元素指向了整型一维数组，parr[ i ][ j ]就是整型一维数组中的元素。 

上述的代码模拟出二维数组的效果，实际上并非完全是二维数组，因为每一行并非是连续的。那么反过来，二维数组的每一行就是连续的，二维数组的一行就是一个一维数组，并且二维数组中的每个元素都是连续存放的。我们之前在数组那篇文章详细介绍过，感兴趣的友友可以通过任意门传送过去回顾一下：

掌握数组：一维数组、二维数组、变长数组及简单的二分查找

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结语

往期回顾： 

C语言指针深入详解（一）：内存和地址、指针变量和地址、指针变量类型的意义、指针运算

C语言指针深入详解（二）：const修饰指针、野指针、assert断言、指针的使用和传址调用

结语：本篇文章就到此结束了，本文为友友们分享了一些操作符相关的重要知识点，如果友友们有补充的话欢迎在评论区留言，下一期我们将继续介绍操作符剩下的一些重要知识点，感谢友友们的关注与支持！