指針與數組是 C 語言中很重要的兩個概念,它們之間有著密切的關系,利用這種 關系,可以增強處理數組的靈活性,加快運行速度,本文著重討論指針與數組之 間的聯系及在編程中的應用。
1.指針與數組的關系 當一個指針變量被初始化成數組名時,就說該指針變量指向了數組。如: char str[20], *ptr;
ptr=str;
ptr 被置為數組 str 的第一個元素的地址,因為數組名就是該數組的首地址, 也是數組第一個元素的地址。此時可以認為指針 ptr 就是數組 str(反之不成立), 這樣原來對數組的處理都可以用指針來實現。如對數組元素的訪問,既可以用下 標變量訪問,也可以用指針訪問。
2.指向數組元素的指針 若有如下定義:
int a[10], *pa;
pa=a;
則 p=&a[0]是將數組第 1 個元素的地址賦給了指針變量 p。
實際上,C 語言中數組名就是數組的首地址,所以第一個元素的地址可以用 兩種方法獲得:p=&a[0]或 p=a。
這兩種方法在形式上相像,其區別在于:pa 是指針變量,a 是數組名。值得 注意的是:pa 是一個可以變化的指針變量,而 a 是一個常數。因為數組一經被 說明,數組的地址也就是固定的,因此 a 是不能變化的,不允許使用 a++、+
+a 或語句 a+=10,而 pa++、++pa、pa+=10 則是正確的。由此可見,此時 指針與數組融為一體。
3.指針與一維數組 理解指針與一維數組的關系,首先要了解在編譯系統中,一維數組的存儲組
織形式和對數組元素的訪問方法。 一維數組是一個線形表,它被存放在一片連續的內存單元中。C 語言對數組
的訪問是通過數組名(數組的起始地址)加上相對于起始地址的相對量(由下標 變量給出),得到要訪問的數組元素的單元地址,然后再對計算出的單元地址的 內容進行訪問。通常把數據類型所占單元的字節個數稱為擴大因子。
實際上編譯系統將數組元素的形式 a[ i]轉換成*(a+i),然后才進行運算。 對于一般數組元素的形式:<數組名>[<下標表達式>],編譯程序將其轉換成:* (<數組名>+<下標表達式>),其中下標表達式為:下標表達式*擴大因子。整個 式子計算結果是一個內存地址,最后的結果為:*<地址>=<地址所對應單元的地 址的內容>。由此可見,C 語言對數組的處理,實際上是轉換成指針地址的運算。
數組與指針暗中結合在一起。因此,任何能由下標完成的操作,都可以用指 針來實現,一個不帶下標的數組名就是一個指向該數組的指針。
4.指針與多維數組 用指針變量可以指向一維數組,也可以指向多維數組。但在概念上和使用上,
多維數組的指針比一維數組的指針要復雜一些。 例如,在一個三維數組中,引用元素 c[ i][j][k]的地址計算最終將換成:
*(*(*(c+i)+j)+k)。了解了多維數組的存儲形式和訪問多維數組元素的內 部轉換公式后,再看當一個指針變量指向多維數組及其元素的情況。
1 指向數組元素的指針變量
若有如下說明: int a[3][4]; int *p;
p=a;
p 是指向整型變量的指針;p=a 使 p 指向整型二維數組 a 的首地址。
*(*(p+1)+2)表示取 a[1][2]的內容;*p 表示取 a[0][1]的內容,因為 p 是指向整型變量的指針;p++表示 p 的內容加 1,即 p 中存放的地址增加一個 整型量的字節數 2,從而使 p 指向下一個整型量 a[0][1]。
2 指向由 j 個整數組成的一維數組的指針變量
當指針變量 p 不是指向整型變量,而是指向一個包含 j 個元素的一維數組。 如果 p=a[0],則 p++不是指向 a[0][1],而是指向 a[1]。這時 p 的增值以一維 數組的長度為單位。
5.指針與字符數組
C 語言中許多字符串操作都是由指向字符數組的指針及指針的運算來實現 的。因為對于字符串來說,一般都是嚴格的順序存取方式,使用指針可以打破這 種存取方式,更為靈活地處理字符串。
另外由于字符串以′\0′作為結束符,而′\0′的 ASCII 碼是 0,它正好是 C 語言的邏輯假值,所以可以直接用它作為判斷字符串結束的條件,而不需要用 字符串的長度來判斷。C 語言中類似的字符串處理函數都是用指針來完成,使程 序運行速度更快、效率更高,而且更易于理解。
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