【C语言指针进阶讲解】第二章：指针数组和数组指针

时间：2024-10-02 11:59:46

第二章：指针数组和数组指针

1. 指针数组

定义与声明：

指针数组是一个包含指针的数组，每个元素都是一个指针。例如，可以创建一个指向字符串的指针数组。

#include <stdio.h>

const char* strArray[] = {"Hello", "World", "C Language"};

上面的代码定义了一个包含三个指针的数组，每个指针分别指向一个字符串常量。

示例代码：使用指针数组存储字符串数组

#include <stdio.h>

int main() {
    // 定义一个包含字符串指针的数组
    const char* strArray[] = {"Hello", "World", "C Language"};

    // 遍历该指针数组并打印每个字符串
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("%s\n", strArray[i]);
    }

    return 0;
}

实际应用场景：

指针数组在处理字符串数组、动态创建多维数组和处理复杂数据结构时非常有用。例如，在命令行参数解析、数据库记录处理等场景中，指针数组能够提供高效灵活的解决方案。

2. 指向数组的指针

定义与声明：

指向数组的指针是一个指针，指向一个数组的第一个元素。例如，一个指向整数数组的指针可以这样定义：

int (*arrayPtr)[10];

这里，arrayPtr 是一个指向包含10个整数的数组的指针。

二维数组与指向二维数组的指针：

二维数组是数组的数组，即数组的每个元素本身又是一个数组。指向二维数组的指针可以表示为一个指向指针的指针。

int array[3][4];
int (*ptr)[4];

ptr 是一个指向包含4个整数数组的指针，它可以指向 array 的每一行。

示例代码：二维数组的动态内存分配

动态分配二维数组时，可以使用指针来管理内存。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int rows = 3;
    int cols = 4;

    // 动态分配指向指针的数组（用于存储每一行的指针） [1]
    int **array = (int **)malloc(rows * sizeof(int *)); 
    if (array == NULL) {
        perror("Malloc failed");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        array[i] = (int *)malloc(cols * sizeof(int)); // 动态分配每一行的内存 [2]
        if (array[i] == NULL) {
            perror("Malloc failed");
            return EXIT_FAILURE;
        }
    }

    // 初始化数组并打印其内容
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            array[i][j] = i * cols + j;  // 初始化
            printf("%d ", array[i][j]);  // 打印每个元素
        }
        printf("\n");
    }

    // 释放分配的内存
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        free(array[i]);
    }
    free(array);

    return 0;
}

  1. 动态分配指向指针的数组（用于存储每一行的指针）：

    • int **array：这一部分声明了一个指向int指针的指针。这个指针(array)将用于指向一个指针数组，每个指针将指向一个整数数组的第一行。最终，它将表示一个2D数组。
    • malloc(rows * sizeof(int *))：这部分代码使用了malloc函数来动态分配内存。
    • rows * sizeof(int *)：这计算了要分配的总内存字节数。 sizeof(int *) 是指针的大小（通常在32位系统上是4字节，在64位系统上是8字节），rows 表示行数。因此，这行代码为rows 个 int * 类型的指针分配内存。
    • (int **)：[强制类型转换] malloc 返回的是 void * 类型的指针。为了与声明的 int ** 类型匹配，需要进行强制类型转换。这样避免编译器发出警告并增加代码可读性。
    • 总结：这行代码的作用是为一个指针数组分配内存，每个指针将用于指向二维数组的一行。

  2. 动态分配每一行的内存：

    • array[i]：这一部分获取了指向二维数组第i行的指针。array 是一个指针数组，每个元素（比如 array[i]）是一个 int * 类型的指针，它将指向数组的一行。
    • malloc(cols * sizeof(int))：这部分代码再次使用 malloc 来分配内存。
      • cols * sizeof(int)：这里计算了要分配的字节数。sizeof(int) 返回一个整数的大小，cols 是二维数组的列数。因此，这行代码为一行中的所有 cols 个整数分配内存空间。
    • (int *)：[强制类型转换] malloc 返回 void *，需要将其转换为 int * 类型，以匹配指针数组元素的类型。
    • 总结：- array[i] 是一个指向 int 类型数组的指针，malloc 函数为每个数组分配足够的内存以存储 cols 个整数。这些数组即二维数组的各行。

在上面的代码中，通过 malloc 动态分配二维数组的内存，并演示了如何初始化和访问该数组的数据。最后，通过调用 free 释放分配的内存，以防止内存泄漏。

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