C/C++——C语言数组名与指针

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1. 一维数组名与指针

对于一维数组来说，数组名就是指向该数组首地址的指针，对于：

int array[];

array就是该数组的首地址，如果我们想定义一个指向该数组的指针，我们可以用如下定义：

int *p;

然后令：

p = array;

那么指针p就指向了数组array的首地址，此时我们可以向操作array一样操作p：

#include <stdio.h>

int main(){
    int array[]= {,,,,,,,,,};
    int *p = array;
    for(int i=;i<;i++){
        printf("%d ",array[i]);
    }
    printf("\n");

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

    for(int i=;i<;i++){
        printf("%d ",*(array+i));
    }
    printf("\n");

    for(int i=;i<;i++){
        printf("%d ",*(p+i));
    }
    printf("\n");
    return ;
}

结果如下：

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2. 多维数组名与指针

但是如果我们定义一个多维数组，如：

int arrays[2][2];

数组名arrays是数组元素的首地址，如果我们还用上面的那种定义：

int *p;
p = arrays;

这样p就指向了该多维数组的首地址，由于多维数组其实是数组的数组，所以多维数组的首地址就是一个地位的数组的首地址，即arrays[0]，它是一个有2个元素的数组。因此我们可以将一维数组名赋值给int*型的指针，

#include <stdio.h>

int main(){
    int arrays[][] = {,,,};
    int *p = arrays;
    for(int i=;i<;i++){
        printf("%d ",p[i]);
    }
    printf("\n");
    return ;
}

结果如下：

可以发现，编译时发生警告：

我们之所以可以通过p来遍历arrays中所有元素，是因为，数组本质上是按行优先存储的。

我们可以通过两次解引用获取到数组中的某一个元素的值，有下式成立：

**arrays == *&arrays[][] == arrays[][]

如：

#include <stdio.h>

int main(){
    int arrays[][] = {,,,};
    int *p = arrays;
    printf("%d == %d == %d\n",**arrays,*&arrays[][],arrays[][]);
    return ;
}

结果：

对于多维数组我们可以定义一个指向多维数组的指针：

int (*p)[2];
p = arrays;

这个括号是一定要加的，因为[]的优先级比较高（？）。

比较 int *p[2] 和 int (*p)[2] :

• int *p[2] 表示p是一个有2个元素的数组，数组中的每一个元素表示一个指向int型变量的指针；
• int (*p)[2] 表示p是一个指针，它指向一个数组，数组中的每个元素指向一个有2个元素的数组。

因此我们知道 int (*p)[2] 与arrays有同样的数组结构，p就是arrays的一个别名，我们可以通过p来实现任何arrays能实现的操作：

#include <stdio.h>

int main(){
    int arrays[][] = {,,,,,};
    int (*p)[] = arrays;
    for(int i=;i<;i++){
        for(int j=;j<;j++){
            printf("%d ",p[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return ;
}

结果如下：

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3. 数组名和指针的区别

数组名和指针之间，经常会交替使用这两个变量，例如把一个指针当成数组来使用，或者是把数组名赋值给指针，通过指针来访问数组成员变量。

但是，数组名和指针毕竟是定义不同的变量，它们之间也有一定的区别和联系。

理解数组名和指针的区别和联系有助于我们正确使用C语言，即什么情况下该使用数组名，什么情况下该使用指针。

区别1:

数组名和指针取地址后的值不一样：

• 数组名取地址得到的是数组名所指元素的地址。
• 对指针取地址得到的是指针变量自身的地址。

1）对于数组名：

#include <stdio.h>

int main(){
    int array[] = {,,,,,};
    printf("array     = 0x%x\n",array);
    printf("&array[0] = 0x%x\n",&array[]);
    printf("&array    = 0x%x\n",&array);
    return ;
}

输出结果如下：

我们已经知道，数组名即数组首元素的地址，因此array和&array[0]的值一样，但是令我们惊奇的是，数组名的地址&array和和数组首元素的地址&array[0]也一样。

2）对于指针：

#include <stdio.h>

int main(){
    int array[] = {,,,,,};
    int *p = array;
    printf("array     = 0x%x\n",array);
    printf("&array[0] = 0x%x\n",&array[]);
    printf("&array    = 0x%x\n",&array);

    printf("\np         = 0x%x\n",p);
    printf("&p        = 0x%x\n",&p);
    return ;
}

结果如下：

可以发现指针的值和指针所在的地址是不同的。

区别2： 

数组名是指针常量，指针是指针变量。

• 数组是固定大小的，数组一经定义，那么数组名就是一个指向数组首元素类型的常量指针，也就是说数组名是不允许更改的；
• 但是我们知道除非定义指针常量，否则指针变量是可以再赋值的。

区别3： 
当对数组名使用sizeof时，得到的是数组所有元素所占的字节数，对指针sizeof得到的是指针类型的字节数。

#include <stdio.h>

int main(){
    int array[] = {,,,,,};
    int *p = array;
    printf("sizeof array    = %d   bytes\n",sizeof(array));
    printf("sizeof pointer  = %d    bytes\n",sizeof(p));
    return ;
}

输出如下：

区别4：

对数组名取&和对指针取&的意义不同。

#include <stdio.h>

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

输出如下：

上图可以看到对array取地址后加一，增大了24个字节，恰好是数组的大小；而对指针p取地址后加一，只增大了8个字节，恰好是一个指针类型所占的字节数。

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4. 总结

1. 数组名代表了一个指向数组首元素的指针常量，一经定义，不可更改；指针是指针变量，定义之后仍可更改，其类型在定义时确定。
2. 当出现 sizeof 和 & 操作符时，数组名不再当成指向一个元素的指针常量来使用，而指针仍当成指向一个元素的指针变量来使用。
3. 对于使用指针和数组下标的选择： 
   1. 系统在使用数组下标对数组成员变量进行访问时，开销比较大，指针的访问效率是远远大于数组名的访问效率的；
   2. 但是只有在指针正确访问时，使用指针才比下标法更有效率；
   3. 下标法更加容易理解，在可读性方面，也更加的具有优势。

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参考资料：

1. https://blog.csdn.net/findgeneralgirl/article/details/78501734
2. https://blog.csdn.net/dream_follower/article/details/80356754