娓娓道来c指针 (3)指针和数组

(3)指针和数组

在c中指针和数组似乎有着千丝万缕的关系。事实上它们不是一回事：指针是指针，数组是数组。两者不同样。

说它们有关系，只是是由于常见这种代码：

int main()
{
	int array[] = {1,2,3,4,5};
	int n = sizeof(array) / sizeof(int);
	int *p = array;
	int i;
	for (i = 0; i < n; i++)
		printf("p[%d]...%d\n", i, p[i]);
	system("pause");
	return 0;
}

执行

在上面的代码中，指针和下标运算符的结合使用，给人一种指针和数组是一样的感觉。

本质是：数组名是一个指向数组起始元素的常量指针。这也是数组和指针的唯一联系！

之所以能够使用 p[i] 来訪问数组中的元素，是由于在编译器中 p[i] 被解释为 *(p+i)，这仍然是指针的功能。

对编译器而言，用p[i]表达*(p+i)的含义是没有意义的。它仅仅是为了让人看着舒服。用着方便。这是语法糖：

p[i]是*(p+i)的简单写法，实际上。至少对于编译器来说，[]这种运算符全然能够不存在。

但是对于人类来说。*(p+i)的写法在解读上比較困难，写起来也麻烦(键入量大)。因此，c语言引入[]运算符。

就像这样。这些不过为了让人类easy理解而引入的功能，的确能够让我们感受到编程语言的甜蜜味道(easy着手)，有时我们称这些功能为语法糖(syntax sugar 或者 syntactic sugar)。

以上摘自《征服c指针》。借此推荐这本书。书中一针见血地指出：仅仅有在声明语句中。[]才表达数组的含义。在表达式中，[]与数组无关！

总结起来就是。看似数组的使用方法：p[i]，事实上是*(p+i)的语法糖。p仍然是指针，与数组并无关系。

指针和数组的不同之处，还能够从以下的样例看出

void fun(int array[5])
{
	printf("  sizeof(array)...%d\n", sizeof(array));
}
int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	printf("  sizeof(array)...%d\n", sizeof(array));
	fun(array);
	return 0;
}

执行

从执行结果看，函数形參尽管用数组的方式进行了声明，但仍然被当做指针。这揭示了c语言中传递数组时的规则：传递过去的是地址，是指向数组起始元素的地址。之所以这样，基于两点;

1. 从效率上考虑。若是把整个数组赋值过去，太耗时，也耗空间。还不如传地址过去，使用同一份内容。
2. 在c语言设计之初，赋值操作就仅限于基本类型(char、int、float……)，而数组是聚合类型。

这给我们的编程启发是：传递数组时，不要忘了把数组大小也传递过去。否则，函数那边因为不知道数组大小，极易越界。

应这样设计函数 void fun(int *array, int n)，n是数组大小。

另一点须要指出。即使函数被设计成void fun(int array[5], int n)，array依旧被看成是指针。

也就是说即使数组带了长度。该长度也会被编译器忽略掉。一句话：形參中的数组统统看成指针。

既然如此，还不如直接写成void fun(int *array, int n)。指针的形式。更能表达本意。

再思考：假设p[i]是*(p+i)的意思。因为加法具有交换律：p+i=i+p，那么i[p]相同能够表达p[i]的意思，是这种吗？实验验证：

int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int n = sizeof(array) / sizeof(int);
	int *p = array;
	int i;
	for (i = 0; i < n; i++)
		printf("  %d[p]...%d\n", i, i[p]);
	return 0;
}

执行

实验证明，我们的猜想是正确的：p[i]确实是*(p+i)的语法糖。i[p]这种写法是否非常逆天呢！

总结：仅仅有在函数形參中，仅有这一种情况，声明的数组。如 int array[]会被看作是指针。其他情况下，指针与数组并无联系。

&array的含义

另一点，对于 int array[5];array表示指向数组起始元素的指针，那么&array又是什么呢？实验下：

int main()
{
	int array[] = { 1, 2};
	printf("   array...%p\n", array);
	printf("  &array...%p\n", &array);
	printf("&array+1...%p\n", &array+1);
	return 0;
}

执行

分析实验结果：0031FCEC与0031FCE4相差8。而sizeof(array)就是8。

结论就是：array和&array都是指针。但类型不同。array的类型是int*。而&array的类型是int(*)[2]。

array是指向普通int类型的指针；&array是数组指针，该数组元素是int类型的，且数组大小是2。

至于array和&array两者的值是一样的，应该非常好理解。

补充

标量(scalar)：简单讲，标量就是指char、int、double和枚举类型等数值类型，再加上指针。

至于数组、结构体和共用体这样将多个标量进行组合的类型，我们称之为聚合类型(aggregate)。

那么为什么int(*)[2]表示的是数组指针呢？这须要透彻理解c的声明语法。又比方。二维数组(更甚者，多维数组)的数组名又是什么类型的指针呢？这须要了解c中数组的实际含义，后序解说。

很多其它指针和数组的内容见(5)c数组本质。

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