前言
本文主要基于前面对指针的掌握,进一步学习:数组名的理解、使用指针访问数组、一维数组传参的本质、冒泡排序、二级指针、指针数组以及指针数组模拟二维数组。
正文
1. 数组名的理解
我们可能遇到过这样的代码
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];
在这里&arr[0]
表示取到第一个元素的首地址,而arr
本身就是地址,地址与首元素的地址一样,如下代码可做验证:
#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;
}
运行结果果然一致
结论:数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样,即数组名就是数组首元素 的地址。
但是,有人又有这样的疑问:既然一样,它们所占字节是否也是相等的?如下代码
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
printf("%zd\n", sizeof(arr));
printf("%zd\n", sizeof(arr[0]));
return 0;
}
显然不同,若arr是数组首元素的地址,输出应该是4或8(取决于系统中指针的大小)。
其实数组名是数组首元素的地址这一说法是正确的
但存在两个例外:
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。
&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)。
我们可以测试如下代码
#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;
}
结果是一致的,那arr和&arr有啥区别呢?再看下面代码:
#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[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;
}
可以发现&arr[0]
和&arr[0]+1
相差 4 个字节,arr
和arr+1
相差 4 个字节,这是因为&arr[0]
和arr
都是首元素的地址,+1就是跳过一个元素。而&arr
和&arr+1
相差 40 个字节,这是因为&arr
是数组的地址,+1操作是跳过整个数组。至此,数组名的意义就清楚了,数组名是数组首元素的地址,但有上述 2 个例外。
2. 使用指针访问数组
下面我们看如何使用指针快速访问数组,下面给出常见写法
注意:语句上面的注释代表等价
#include<stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
//使用指针操作数组
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int* p = arr;
//输入
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
/*scanf("%d", p);
p++;*/
scanf("%d", p + i);
}
//输出
p = arr;
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
/*printf("%d", *p);
p++;*/
/*printf("%d ", *(p + i));*/
/*printf("%d ", arr[i]);*/
/*printf("%d ", p[i]);*/
printf("%d ", i[arr]);//可以但不推荐,毕竟太奇怪了
}
return 0;
}
最后自己敲出来理解一下。
3. 一维数组传参的本质
数组可以传递给函数,本小节讨论数组传参的本质。先看一个问题,之前都是在函数外部计算数组的元素个数,能否把数组传给函数后,在函数内部求数组的元素个数呢?
#include <stdio.h>
void test(int arr[])//arr[]相当于指针变量,x64是8字节
{
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:
发现在函数内部没有正确获得数组的元素个数。
这是因为数组传参的本质是:数组名是数组首元素的地址,数组传参时传递的是数组名,即本质上传递的是数组首元素的地址。
所以函数形参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本质是指针,所以在函数内部无法求出数组元素个数。
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;
}
两个的结果是一致的x64都是8;
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。
4. 冒泡排序
排序在数据结构中会重点讲,这里简单说一下冒泡排序
冒泡排序的核心思想是:两两相邻的元素进行比较。
方法1:
//方法1
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;
}
方法2 - 优化:
//方法2-优化
void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
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])
{
int tmp = arr[j];
arr[j]= arr[j+1];
arr[j+1]=tmp;
flag = 0;
}
}
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;
}
5. 二级指针
指针变量也是变量,有地址,指针变量的地址存放在二级指针中。
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=10;
int *pa = &a;
int**ppa=&pa;
return 0;
}
对于二级指针的运算有:
*ppa
:通过对ppa
中的地址进行解引用,找到的是pa
,*ppa
其实访问的就是pa
。
int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;
**ppa
:先通过*ppa
找到pa
,然后对pa
进行解引用操作*pa
,找到的是a
。
**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a;
int** ppa = &pa;
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", *pa);
printf("%d\n", **ppa);
return 0;
}
6. 指针数组
指针数组是存放指针的数组,类比整型数组存放整型、字符数组存放字符。指针数组的每个元素都是用来存放地址(指针)的,每个元素又可以指向一块区域。
简单示例:
int main()
{
int a = 10, b = 20, c = 30,d = 40;
int* parr[4] = { &a,&b,&c,&d };
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
printf("%d ", *(parr[i]));
}
return 0;
}
7. 指针数组模拟二维数组
代码演示:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr1[5] = { 1,2,3,4,5 };
int arr2[5] = { 2,3,4,5,6 };
int arr3[5] = { 3,4,5,6,7 };
int* parr[3] = { arr1,arr2,arr3 };
int i = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
int j = 0;
for (j = 0; j < 5; j++)
{
printf("%d ", parr[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
parr[i]用于访问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。
上述代码模拟出二维数组的效果,但实际上并非完全是二维数组,因为每一行并非是连续的。
总结
本文大部分内容都是围绕数组和指针两者结合使用,并且涉及排序这个数据结构的重要内容,喜欢或觉得有用的话还希望点赞关注收藏三连支持一下,谢谢。