C语言：指针与数组

一、. 数组名的理解

int arr[5] = { 0,1,2,3,4 };
int* p = &arr[0];

在之前我们知道要取一个数组的首元素地址就可以使用&arr[0]，但其实数组名本身就是地址，而且是数组首元素的地址。在下图中我们就通过测试看出，结果确实如此。

可是我们再来看下图的结果，我们发现当我们对数组名使用sizeof函数是会发现不同之处，如果数组名就是地址，那么再x64环境下应该就是八个字节，但是却输出了20，这是为什么呢?

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）。

可以当我们试着打印这俩个地址时，看出来结果似乎是相同的。那到底是有什么区别呢，我们再想想看指针变量类型不同的区别，是否有些思路了呢。

这里我们发现arr和arr+1相差4个字节，所以&arr[0]和&arr[0]+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20个字节。

因为&arr是数组的地址，+1 操作是跳过整个数组的。到这里大家应该搞清楚数组名的意义了吧。

二、使用指针访问数组

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[5] = { 0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);for (int i = 0; i < sz; i++){scanf("%d", arr + i);}for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(arr + i));}return 0;
}

在scanf()中arr是arr数组首元素的地址。因为数组元素的地址是递增的，所以随着这个地址的增加，出现的地址就变成了数组中其他元素的地址了，也就是arr+i相当于&arr[i]。在打印输出时，也是相同的原理，依次取出每个元素的地址并解引用即可，也就是*(arr+i)相当于arr[i]。

三、一维数组传参的本质

#include <stdio.h>
void test(int arr[5])
{int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("%d ", sz1);
}
int main()
{int arr[5] = { 0 };int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);test(arr);printf("%d ", sz2);return 0;
}

当我们把数组传给函数去实现求其中的元素数时，我们会发现得到的结果并不是我们想要的结果。这是为什么呢？我们接下来分析一下这段代码并想一想一维数组传参的本质。在一维数组传参中我们传的其实是这个数组的首元素的地址，所以在test()中得到的是arr这个数组中第一个元素的地址，在x64环境下它就占八个字节。而在它后面的arr[0]就像前面说的一样，相当于*arr，也就是arr数组的首元素的值，因为它的类型是int，所以占四个字节。所以一维数组传参的本质就是传递的是指针，也就解决不了求元素数的问题。当然在传参时我们也可以写成指针的形式。

#include <stdio.h>
void test(int* arr)
{int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz1=%d ", sz1);
}
int main()
{int arr[5] = { 0 };int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);test(arr);printf("sz2=%d ", sz2);return 0;
}

四、冒泡排序

其实冒泡排序的核心就是两两相邻元素比较。如果我们要将一个数组中的数从小到大排列就可以使用冒泡排序。

#include <stdio.h>
void bubble_sort(int* arr,int sz)
{int temp;for (int j = 1; j < sz; j++){for (int i = 1; i <= sz - j; i++){if (*(arr + i - 1) > *(arr + i)){temp = *(arr + i - 1);*(arr + i - 1) = *(arr + i);*(arr + i) = temp;}}}
}
int main()
{int arr[10] = { 0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);for (int i = 0; i < sz; i++){scanf("%d",&arr[i]);}bubble_sort(arr,sz);for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

当然如果该数列的元素如果本来就是正序排列的，那么这样做就会很浪费效率，我们可以对程序再进行优化一下。

#include <stdio.h>
void bubble_sort(int* arr,int sz)
{int temp;for (int j = 1; j < sz; j++){int flag = 1;for (int i = 1; i <= sz - j; i++){if (*(arr + i - 1) > *(arr + i)){flag = 0;temp = *(arr + i - 1);*(arr + i - 1) = *(arr + i);*(arr + i) = temp;}}if (flag)break;}
}
int main()
{int arr[10] = { 0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);for (int i = 0; i < sz; i++){scanf("%d",&arr[i]);}bubble_sort(arr,sz);for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

在程序中加入了flag变量，如果在第一次排序中没有改变排序，也就是这个数组的数本来就为正序，就会跳出这个循环。

五、二级指针

我们知道指针变量也是变量，那么它也应该有地址，什么能储存它呢，就是二级指针。

如图所示，pa是a的指针变量，我们对pa进行取地址，也就是我们刚才说的二级指针。

*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 。

**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 。

六、指针数组

 从名字中我们就能看出这是存放指针的数组。指针数组的每个元素都是用来存放地址（指针）的。

接下来，我们用指针数组模拟二维数组。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr1[4] = { 1,2,3,4 };int arr2[4] = { 2,3,4,5 };int arr3[4] = { 3,4,5,6 };int* arr[3] = {arr1,arr2,arr3};for (int i = 0; i < 3; i++){for (int j = 0; j < 4; j++){printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}return 0;
}

我们能看出来打印出的样子和二维数组一模一样。这是怎么实现呢？arr指针数组中存放的是数组名，也就是每行首元素的地址。我们打印时使用的arr[i][j]其实是通过arr[i]，也就是arr+i找到是哪个小数组；再通过arr[i][j]，就是*(arr[n]+j)，也就是*(*(arr+i)+j)就能找出该行的每个数了。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。