指针进阶之数组指针和指针数组

一、指针数组

在初识指针那一节，已经介绍了指针数组，这里再强调一下。

指针这一章，可以从初识指针开始看起。

1.概念

指针数组是数组，用来存放指针的。

比如：

    int arr[10]={0};	//整型数组，数组用来存放整型(int)
    char ch[5]={0};		//字符数组， 数组用来存放字符(char)
    int* parr[4];		//指针数组，数组用来存放整型指针(int*)
    char* pch[5];		//指针数组，数组用来存放字符指针(char*)

又比如：

int* arr1[10];	//整型指针的数组（arr1数组里面有10个元素，每个元素是int*类型）
char* arr2[4];	//一级字符指针的数组（arr2数组里面有4个元素，每个元素是char*类型）
char* *arr3[5];	//二级字符指针数组（arr3数组里面有5个元素，每个元素是char**类型）

2.用法

（1）案例一

指针数组有什么用呢？

既然指针数组是用来存放指针的数组，那么最能想到的用法，就是将一些变量的地址存放进一个数组里面。

比如，现在这里有这么多整型变量：

int a=10;
int b=20;
int c=30;
int d=40;

可以将它们的地址（地址的类型是int*）存放进整型指针数组里面：

int* arr[4]={&a,&b,&c,&d};	//该指针数组里面存放的是整型指针(int*)

按F10调试：（打开监视，分别输入&a，&b，&c，&d）

同样可以输入arr：（可以看到arr数组里面存放的内容及地址）

以上我们可以看到，arr里面存放的确实是a,b,c,d的地址。

既然是地址，那么该地址解引用之后就可以得到原来存储的值。

用一个循环来输出：

int i=0;
for(i=0;i<4;i++){
    printf("%d ",*(arr[i]));
}

如下结果：

案例一代码（供大家学习使用）：

int main(){
    int a=10;
	int b=20;
	int c=30;
	int d=40;
    int* arr[4]={&a,&b,&c,&d};
    int i=0;
	for(i=0;i<4;i++){
   	 	printf("%d ",*(arr[i]));
	}
    return 0;
}

（2）案例二

上面的用法是最原始，最初级的用法。

下面再来看一个高级用法。

现在有三个整型数组：

int arr1[]={1,2,3,4,5};
int arr2[]={2,3,4,5,6};
int arr3[]={3,4,5,6,7};

📦 我想把arr1，arr2，arr3存起来。

这三个数组名，是首元素地址。

arr1就是1的地址，arr2就是2的地址，arr3就是3的地址。（三个数组名分别是三个整型的地址）

既然三个数组名分别是三个整型的地址，那么想要将这三个数组名存放起来，就需要一个整型指针数组。

假设这个整型指针数组名为parr，它的类型就是int*。

那么，就可以这样来写：

int* parr[]={arr1,arr2,arr3};

🤕 可以探讨一下它们的内存结构。

parr数组里面，存了三个数组名（arr1，arr2，arr3），类型都是int*。

通过三个数组名，可以分别找到该数组名对应的首元素地址。（比如通过数组名arr1，找到arr1数组首元素1的地址）

如下图：

有了这样一个指针数组，我们就能很好的将三个数组维护起来。

一个一维数组（parr），维护了三个一维数组（arr1，arr2，arr3）。

❓如何通过parr数组输出所有整型元素？

只要我们能够找到对应每个数组（arr1，arr2，arr3）首元素的地址，就能输出每个元素。

比如，我们能够拿到arr1数组首元素1的地址，就能输出12345。

①可以先通过一个for循环，拿到parr数组里面的内容，即arr1，arr2，arr3（数组名即首元素地址）。

int i=0;
for(i=0;i<3;i++){
    parr[i];	
    // parr[0]-->arr1首元素地址
    // parr[1]-->arr2首元素地址
    // parr[2]-->arr3首元素地址
}

②既然拿到了对应数组（arr1，arr2，arr3）首元素地址，从该地址往后输出，就可以输出每个数组的元素了。

比如，parr[0]拿到arr1首元素地址，那么parr[0]+0就是数组arr1第一个元素1的地址，解引用，就能输出这个数1。

parr[0]+1就是第二个元素2的地址，解引用，就能输出这个数2。

那么，利用循环，就可以挨个输出所有元素了。

int j=0;
for(j=0;j<5;j++){
    *(parr[i]+j);
    //*(parr[0]+0) --> 1
    //*(parr[0]+1) --> 2
}

③将上面两个循环整合起来，就是：

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");	//换行
}

输出看一下：

总结：通过parr[i]找到存储的每个数组首元素地址，通过parr[i]+j找到每个元素的地址，解引用找到每个元素。

案例二所有代码：（供大家学习使用）

int main(){
    int arr1[]={1,2,3,4,5};
	int arr2[]={2,3,4,5,6};
	int arr3[]={3,4,5,6,7};
    int* parr[]={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;
}

二、数组指针

1.概念

数组指针是指针，用来存放数组的地址。

（1）引子

我们已经熟悉，

整型指针：int* pint，能够指向整型数据的指针。可以存放整型的地址。

浮点型指针：float* pf，能够指向浮点型数据的指针。可以存放浮点型的地址。

字符指针：char* pc，能够指向字符数据的指针。可以存放字符的地址。

那数组指针应该是：能够指向数组的指针。可以存放数组的地址。

（2）写法

经过上面的分析，可以得出：

数组指针–-指向数组的指针 –- 用于存放数组的地址

int arr[10] = { 0 };
arr -- 首元素地址
&arr[0] -- 首元素地址
&arr -- 数组的地址

&arr是数组的地址。既然是数组的地址，就可以存放到数组指针中。

📦举例

将下面数组的地址(&arr)存起来。

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

既然要存放数组的地址，就要有一个数组指针。

定义一个指针变量p，里面存放数组的地址。

🚗 那该如何来写这个数组指针变量呢？

①这样写行吗：

int* p=&arr; 

这里的p是一个整型指针，整型指针里面存放的是整型元素，不能存放一个数组的地址。这样表示不行！

②这样呢：

int* p[10]=&arr; 

这里的p是一个指针数组，int*表示该数组里面存放的是整型指针类型的元素，p为数组名，[10]表示数组里面有10个元素。

为什么它是数组而不是指针？因为“[]”优先级比“*”高，p就是一个数组，里面存放指针。这样表示也不行！

我现在想表示的是一个指针！！！里面存放的是地址。

③那我们这样写：

int(*p)[10]=&arr;

既然第二种写法，“[]”的优先级比“*”高，导致p先与“[]”结合，成为了数组。

那我们可以用小括号，将*p包裹起来，让p先与*号结合，使p成为一个指针！

• P前面是*，说明p是一个指针（定义变量的时候，*不是解引用操作），指向什么呢？

除去*p不看，剩下的是“int[10]数组类型。

• [10]说明p指向的是一个数组，数组里面有10个元素。

• int说明数组里面存放的是整型元素。

所以p是一个指针，指向的是一个数组，数组里面有10个元素，每个元素是int类型。

④综上所述，下面的p变量就有能力存放arr数组的地址。

int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};	//arr数组里面有10个元素，每个元素是int类型
int(*p)[10]=&arr;	
//P为数组指针--> 是一个指针，用来存放数组的地址。指向的是一个数组，数组里面有10个元素，每个元素是int类型

（3）辨析

我们再来辨析一下：

①案例一

int* p1[10];  	

p1首先和[]结合，是一个数组。数组里面10个元素。每个元素是“int*”类型，p1是一个存放指针的数组。

②案例二

int(*p2)[10]; 	

p2首先和*结合，是一个指针变量。指针指向数组，数组里面有10个元素，每个元素是int类型。

（4）总结

🍰总结

（1）int(*p)[10]

p先和*结合，说明p是一个指针变量，然后指向的是一个大小为10个整型的数组。

所以p是一个指针，指向一个数组，叫数组指针。

（2）注意

[]的优先级高于*，所以必须加上（）来保证p先和*结合。

（5）案例

再来举两个例子，巩固一下上边学的内容。

• 案例一

这里我想将数组arr的地址存进数组指针pa中，这里pa的类型如何表示呢？

char* arr[5];

大家可以自己写一下试试。

正确写法如下：

char* arr[5];//arr数组里面有5个元素，每个元素是char*类型
char* (*pa)[5]=&arr;	//将数组地址(&arr)取出来，放进数组指针pa里面

解释：

• pa是个指针变量名，pa前面的*表示它是一个指针。

• [5]表示pa指向的数组是5个元素的。

• char*表示pa指向数组的元素类型是char*。

• arr这个数组有5个元素，每个元素类型是char*。pa有能力指向这个数组，5个元素，每个元素类型是char*。

• 案例二

这里我想将数组arr2的地址存进数组指针pa2中，这里pa2的类型如何表示呢？

int arr2[10]={0};

大家可以再去试试。

正确写法如下：

int arr2[10]={0};
int (*pa2)[10]=&arr2;

解释：

• 首先pa2是用来存放arr2的地址，所以pa2是一个指针。指针表示为：*pa2。
• arr2是一个数组，里面存放10个元素，每个元素是int类型。所以pa2指针也需要有10个int类型的空间来存放。即：int [10]。

以后需要写数组指针的时候，千万别写错了。

2.&数组名VS数组名

这个部分之前说数组的时候讲解过，这里再拿出来讲解一下。

对于下面的数组：

int arr[10];

❓ arr和&arr分别是啥结果？

我们知道arr是数组名，数组名表示数组首元素的地址。

那&arr到底是啥？这里取出的是数组的地址。

不妨先来看一下它们分别输出的地址，来看一段代码：

int main(){
    int arr[10]={0};
    printf("%p\n",arr);
    printf("%p\n",&arr);
    return 0;
}

输出结果：

可见，数组名和&数组名打印的地址是一样的。

难道两个是一样的吗？

我们将它们的地址分别加一，再看一段代码：

int main(){
    int arr[10]={0};
    printf("arr=%p\n",arr);
    printf("&arr=%p\n",&arr);
    printf("arr+1=%p\n",arr+1);
    printf("&arr+1=%p\n",&arr+1);
}

输出结果：

我们来算一算地址变化：

①&数组名–>&数组名+1

跳过一个数组（10个元素，每个元素为整型，一个整型4个字节，一个数组就是10*4=40个字节）

②数组名–> 数组名+1

跳过一个元素（一个元素是整型，一个整型4个字节）

根据上面的代码我们可以发现：

其实&arr和arr，虽然值是一样的，但是意义是不一样！

🍰总结

实际上，&arr表示的是“一整个数组首元素的地址”，而不是数组单个首元素的地址。

&arr+1，跳过整个数组的大小。所以&arr+1相对于&arr的差值是40。

所以上面定义数组指针的时候，就可以将数组的地址（&arr）交给一个指针。

即：

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

三、数组指针的使用

那数组指针是怎么使用的呢？

1.案例

（1）案例一

看一段代码：

int main(){
    int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    return 0;
}

现在要将数组arr里面的内容全部打印出来。

如何打印呢？

方法1

 int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
 int (*pa)[10]=&arr;	//将数组arr的地址赋值给数组指针变量pa

既然数组指针指向的是数组，那数组指针中存放的应该是数组的地址。

我们知道，pa是数组指针，指向arr数组，里面存的是数组arr的地址。

既然拥有了数组arr的地址，解引用就可以拿到这个数组。（就相当于拿到了一个数组的数组名）即：

*pa	//数组的地址解引用，就拿到了这个数组

咱们现在拿到了数组名*pa，要去找数组内每个元素，就可以按照正常数组元素的访问来拿到每个元素。即：

(*pa)[0];	//数组的第一个元素

再利用for循环，就可以输出数组的每个元素。

整体代码如下：

int main(){
    int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int (*pa)[10]=&arr;	//将数组arr的地址赋值给数组指针变量pa
    int i=0;
    for(i=0;i<10;i++){
        printf("%d ",(*pa)[i]);
    }
    return 0;
}

输出看一下：

方法2

还有一种输出方法。

上面说了，*pa就等于找到了这个数组（*pa==arr）。

arr是数组名，数组名是首元素地址。

arr+i就是从arr数组首元素的位置向后移动i，指向下标为i的元素。

再次解引用，就是第i个元素了。即：

*(*pa+i)

循环，即可输出所有元素。

整体代码如下：

int main(){
    int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int (*pa)[10]=&arr;	//将数组arr的地址赋值给数组指针变量pa
    int i=0;
    for(i=0;i<10;i++){
        printf("%d ",*(*pa+i));
    }
    return 0;
}

输出看一下：

方法3

上面两种方法越写越别扭。

这种多简单：

int main(){
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 }; 
	int* p = arr;//arr为数组名，交给一个p指针。这个指针指向第一个元素。 
	int i = 0; 
	for (i = 0; i < 10; i++) { 
     	//p表示第一个元素的地址，p+i表示往后的元素的地址 
    	 //找到后面的元素，就解引用即可：*(p + i) 
     	printf("%d ", *(p + i)); 
	} 
    return 0;
}

输出看一下：

🌵 可以看到，第三种方法，特别简单。

前面两种方法，将这个题目复杂化了。其实数组指针并不是这样使用的。

（2）案例二

❓ 所以数组指针究竟什么时候使用呢？

一般情况下，数组指针要在二维数组以上使用，才方便一些。

比如这里有一个二维数组：

int arr[3][5]={{1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7}};

想要把数组的元素打印输出。该怎么办呢？

方法1

定义一个输出函数print1，将arr数组传递过去：

print1(arr,3,5);	//将数组名，行数，列数传递过去

提一嘴，因为遍历数组，需要知道行和列，所以需要将数组的行数与列数传递过去。

在print1函数中，通过两个for循环，来遍历数组。即：

void print1(int arr[3][5], int x, int y) { 
   int i = 0; 
   int j = 0; 
   for (i = 0; i < x; i++) { 
     for (j = 0; j < y; j++) { 
     	printf("%d ", arr[i][j]); 
     } 
     printf("\n"); //换行
   } 
} 
  int main() { 
    int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7} };//定义一个二维数组 
    //我想把这个二维数组打印一下 
    print1(arr,3,5);//封装一个函数，把数组名和行列传过去 
    return 0; 
} 

输出结果：

方法2

int arr[3][5]={{1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7}};

既然arr是数组名，那么arr就是首元素地址（除了两种特例）。

❓ 对于刚才写的二维数组来说，它的首元素是什么呢？

是1吗？不是的，这里的“1”是数组第一行第一个元素。

🚗 怎么讨论呢？

• 当我们说，数组名是首元素地址。

如果是二维数组，首先得把二维数组想象成一维数组。

把arr想象成一维数组。

把第一行当成一个元素，第二行当成一个元素，第三行当成一个元素。每行只有一个元素。

arr[3][5]其实就有三个元素。

• 又回到刚才说的，数组名就是首元素地址。

其实第一行就是它的第一个元素，第一行就是数组的第一个地址。

第一行是一个一维数组，这个数组有5个元素，每个元素是Int类型。即：int[5]。

我们现在这个二维数组有三个元素（三行），每行由五个整型构成。

这样我们就有另外一种写法：

还是写一个输出函数：

print2(arr,3,5);

第一种方法，我们是把arr当作数组传递上去的，所以当时是用数组（int arr[3][5]）接收的。

现在，我们将arr当作二维数组第一行的地址传递上去。

Print2函数传上去的第一个参数是第一行的地址(arr)，第一行是一个一维数组，所以传上去的是一维数组的地址。

一维数组的地址，应该放到“数组指针”里面去。

这个数组指针指向的不是二维数组，而是一个一维数组（第一行），这个一维数组，有五个元素，每个元素是整型。

那我们可以这样写：

int (*p)[5]

解释一下这行代码：

“*p”表示p为指针，“[5]”表示指针指向的是一个数组，5个元素，“int”表示每个元素是int类型。

此时p有能力指向二维数组第一行。

这样就将arr传递上去的第一行元素的地址接收了。

如下：

void print2(int (*p)[5],int x,int y){
    
}

因为这是一个指向数组的指针，指向的是数组。

当我们指向整型的时候，加一，跳过一个整型；当指向一个数组的时候，加一，会跳过一个数组。

P指向的数组（第一行）是5个元素，我们加一就会跳到第二行，就会指向第二行。

因为跳过5个整型元素，加一就会指向下一行了。每次加一，会跳过一行！

所以怎么写呢？

• (p+i)表示跳过i行，就指向了下标为i的这一行（得到了第i行的地址），这时候我们解引用，就找到了这一行，即：

*（p+i）

这时候，我们就拿到了这一行的数组名arr[i]，表示第i行的地址。

• 要找到具体某个元素，就要在这个地址上再加一个j。找到下标为j的这个元素的地址。即：

  *(p+i)+j

• 然后括起来，解引用，就找到了i行j列的元素了。即：

*(*(p+i)+j)

整合代码：

 void print2(int (*p)[5], int x, int y) { 
   	int i = 0; 
   	for (i = 0; i < x; i++) { 
     	int j = 0; 
    	for (j = 0; j < y; j++) { 
       		printf("%d ", *(*(p + i) + j));      
    	} 
    	printf("\n"); 
    } 
 } 
int main() { 
   	int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7} };
   	print2(arr, 3, 5); 
    return 0; 
  } 

输出看一下：

总结

第一种写法，参数是数组的形式。

第二种写法，参数是指针的形式。

接下来，咱们再来解释一遍这个代码：

*(*(p+i)+j)

①p+i：P表示指向了第一行（二维数组第一行，即第一个一维数组）的数组指针，加i表示跳过i行，即指向第i个一维数组（第i行）的数组指针。

②*(p+i)：解引用之后，就是第i个一维数组（第i行）的地址，也就是每一个一维数组的数组名。

③*(p+i)+j：然后我们要拿到每一个一维数组（每一行）的里面的元素，先将刚才的一维数组的地址往后挪，加j，就是每i个一维数组的第j个元素的地址。

④*(*(p+i)+j)：然后解引用，就是每i个一维数组（每i行）的第j个元素。

还可以这样写：(*(p+i))[j] ：每i个一维数组第j个元素。

📑注意

1.p+i就是指针在二维数组中行的移动，*(p+i)找到的是第i行这个一维数组的地址。

2.数组的地址和数组首元素地址的大小是一样的。

3.*(p+i)+j就是在这个一维数组里面移动，最后再取值。

4.可以这么认为，数组指针中放着的是数组名，解引用后得到数组首地址。

（3）案例三

方法1

我们再来看一个例子：

int main() { 
   int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; 
   int i = 0; 
   int* p = arr;//我们把数组名交给了一个整型指针，数组名是首元素地址，首元素是整型。 
   //arr就是整型数组的地址，放到整型指针中。 
   for (i = 0; i < 10; i++) { 
     	printf("%d ", *(p + i));//p为首元素地址，（p+i）是下标为i的元素的地址，解引用就找到这个元素了 
   } 
   return 0; 
} 

输出结果：

方法2

再来想一下，

我们是把arr赋给了p，就说明arr和p是一回事。

数组名就是首元素地址，首元素地址arr放入p里面，p+i与arr+i是一个道理。

那我们就可以把p+i改成arr+i。

如下：

int main() { 
   int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; 
   int i = 0; 
   int* p = arr;
   for (i = 0; i < 10; i++) { 
     	printf("%d ", *(arr + i));
   } 
   return 0; 
} 

输出结果：

方法3

那我们就可以再写一种。

数组名本来可以这样来写：arr[i] --> 找下标为i的元素

arr[i] == *(arr+i) == *(p+i) == p[i]

p[i]就是访问以p为起始地址，下标为i的元素。

arr[i]也是一样，以arr为起始地址，访问下标为i的元素。

那我们案例二的代码中*(p+i)就可以写成p[i]。

即：

*(*(p+i)+j)	==	*(p[i]+j)

那么又有一种写法：

*(*(p+i)+j)	==	*(p[i]+j)	==	(*(p+i))[j]	==	p[i][j]

2.回顾总结

好了，现在我们来回顾一下刚才学的几个概念：

（1）例1

int arr[5];

arr是一个整型数组，数组有5个元素，每个元素是整型。

简而言之，就是：arr是由5个元素组成的整型数组。

（2）例2

int* parr1[10];

parr1首先和[]结合，说明它是一个数组，数组10个元素，元素类型是int*。parr1是一个指针数组。

（3）例3

int (* parr2)[10];

parr2首先和*结合，说明它是一个指针，指针指向的是一个数组，数组有10个元素，每个元素的类型是整型。parr2是数组指针。

（4）例4

int (* parr3[10])[5];

parr3首先和[]结合，说明它是一个数组，有10个元素。

对于一个数组来说，明确了它的数组名和它的元素个数，剩下的就是它的元素类型。

比如：int arr[10] -> arr为数组名，[10]表示它有10个元素，除了数组名和元素个数之外，剩下的int就是元素类型。

那么回到这个，剩下的int(* )[5]就是元素类型。和第三个题很像，是一个指针，指向数组的指针，即数组指针。

则：parr3是一个数组，该数组有10个元素，每一个元素是一个数组指针。该数组指针指向的数组有5个元素，每个元素是int类型。

我们来画一下它的大概图解：

好啦，下次见~
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