29_指针和数组分析（下）

时间：2021-08-31 16:50:16

关键词：下标形式VS指针形式、数组和指针的不同点、a和&a的区别、数组参数

问题： 数组名可以当作常量指针使用，那么指针是否也可以当作数组来使用呢？

（1） 通过下标的形式访问数组中的元素

int main()
{
    int a[5] = {0};
    a[1] = 3;
    a[2] = 5;

    return 0;
}

（2） 通过指针的形式访问数组中的元素

int main()
{
    int a[5] = {0};
    *(a + 1) = 3;
    *(a + 2) = 5;

    return 0;
}

1. 下标形式VS指针形式

（1） 指针以固定增量在数组中移动，效率高于下标的形式；
（2） 指针增量为1，且硬件具有硬件增量模型时，效率更高；

（3）下标形式与指针形式的转换：a[n] <==> (a + n) <==> (n + a) <==> n[a]

note: 现代编译器的生成代码优化率已大大提高，在固定增量时，下标形式的效率已经和指针形式的相当；但从代码可读性和代码维护性的角度来看，下标形式的更优。

#include<stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = {0};
    int* p = a;
    int i = 0;

    for(i=0; i<5; i++)
    {
    p[i] = i + 1;
    }

    for(i=0; i<5; i++)
    {
    printf("a[%d] = %d\n", i, *(a + i));
    }

    printf("\n");

    for(i=0; i<5; i++)
    {
    i[a] = i + 10;   // 通过等价代换公式赋值 ==> a[i] = i + 10;
    }

    for(i=0; i<5; i++)
    {
    printf("p[%d] = %d\n", i, p[i]);
    }


    return 0;
}

输出结果：

a[0] = 1
a[1] = 2
a[2] = 3
a[3] = 4
a[4] = 5

p[0] = 10
p[1] = 11
p[2] = 12
p[3] = 13
p[4] = 14

总结： 通过上面程序验证可知：指针可以当作数组名使用。

2. 数组和指针的不同点

extern.c a[5] = {0};
2.c
#include<stdio.h>

int main()
{
    extern int a[5];    // 定义为数组的形式

    printf("&a = %p\n", &a);
    printf("a = %p\n", a);
    printf("*a = %d\n", *a);
}

输出结果：

&a = 0x804a024
a = 0x804a024
*a = 0

修改：将数组的形式定义为指针的形式

#include<stdio.h>

int main()
{
    extern int* a;    //   定义为指针的形式

    printf("&a = %p\n", &a);
    printf("a = %p\n", a);
    printf("*a = %d\n", *a);
}

输出结果

&a = 0x804a024
a = 0x1
Segmentation fault

总结：这两个程序对比可知得到，数组名不是指针，只是我们在通常情况下将数组名作为常量指针来使用。

3. a和&a的区别

（1） a为数组首元素的地址
（2） &a为整个数组的地址
（3） 区别在于指针运算
a + 1 <==> (unsigned int)a + sizeof(* a)
&a + 1 <==> (unsigned int)a + sizeof(* &a) <==> (unsigned int)a + sizeof(a)

#include<stdio.h>

int main()
{
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    int* p1 = (int*)(&a + 1);      // p1指向数组最后一个元素的后一个地址
    int* p2 = (int*)((int)a + 1);  // p2指向的值为：将a的地址值强制转化为int型后+1
    int* p3 = (int*)(a + 1);       // p3指向第二个元素 

    printf("%d, %d, %d \n", p1[-1], p2[0], p3[1]);

    return 0;
}

输出结果：

5, 33554432, 3

总结： 用-1访问数组指的是访问数组名的上一个元素；

4. 数组参数

数组作为函数参数时，编译器将其编译成对应的指针：
void f(int a[]) <==> void f(int* a)
void f(int a[5]) <==> void f(int* a)
总结：一般情况下，当定义的函数中有数组参数时，需要定义另一个参数来标识数组的大小。

#include<stdio.h>

void fun1(char a[5])
{
    printf("In func1: sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));

    *a = 'a';

    a = NULL;
}

void fun2(char b[])
{
    printf("In func2: sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));

    *b = 'b';

    b = NULL;
}
int main()
{
    char array[10] = {0};

    fun1(array);
    printf("array[0] = %c\n", array[0]);

    fun2(array);
    printf("array[0] = %c\n", array[0]);

    return 0;
}

输出结果：

In func1: sizeof(a) = 4
array[0] = a
In func2: sizeof(b) = 4
array[0] = b

总结： 通过fun1中的a = null 和 fun2中的b = null 可知数组作为函数传递的为指针。

小结

（1） 数组名和指针仅使用方式相同，注意数组名的本质不是指针； 指针的本质不是数组；
（2）数组名并不是数组的地址，而是数组首元素的地址；
（3）函数的数组参数退化为指针。

声明：此文章为本人在学习狄泰软件学院《C语言深度解析》所做的笔记，文章中包含狄泰软件资料内容一切版权归狄泰软件所有！

标签：

相关文章