C指針和數組的關係詳解

1.C中數組和指針的關係

對於任意類型的數組arr，對於同類型的指針類型parr（確切一點，能夠假設類型爲int，即int arr[], *parr）。它們之間有以下"內幕"：

1.數組的名稱arr自己就是一個指針，這個指針指向數組的第一個元素

2.由於名稱arr自己是指針，因此能夠直接賦值給同類型的指針parr：parr = arr，這使得parr也指向數組的第一個元素，因此這個賦值過程等價於parr = &arr[0]

3.指針和數組名在效果上是等價的。它們的區別在於：指針是變量。指針變量能夠參與表達式的計算，如parr++和parr=arr是有效的，而arr=parr和arr++是無效的 4.數組的各元素在內存中是連續的，能夠經過索引下標的方式arr[i]獲取任意一個元素，而arr[i+1]必定表明下一個元素(除非數組索引越界)，arr[i-1]必定表明前一個元素(除非沒有前一個元素) 5.由於數組名也是指針，因此也能夠將獲取元素的方式寫成*(arr)，它等價於arr[0]，即表明第一個元素的值。同理，*(arr+1)等價於arr[1]即表示第二個元素，*(arr+i)等價於arr[i]即表示第i+1個元素 6.也就是說，arr表明第0個元素的地址，arr+1表明第2個元素的地址，arr+i表明第i+1個元素的地址 7.也能夠直接經過指針的加減法運算取得對應位置的元素地址。parr表明的是第一個元素(index=0)的地址，parr+1表明第二個元素(index=1)的地址，parr+i表明第i+1個元素(index=i)的地址 8.因此，*(parr)表明的是數組第一個元素的值，*(parr+1)表明數組第二個元素的值，*(parr+i)表明數組第i+1個元素的值

9.實際上，數組索引下標運算就是先轉換成對應的指針，再經過指針去取得對應元素的。因此，使用指針的效率比使用索引下標取數組值的效率要高，它少了一個轉換過程。或者說，指針和數組的索引是一一對應的關係。 10.因爲數組名指向的是數組的第一個元素，若是某個指針指向這個數組中的某個元素，那麼能夠說這個指針指向的就是一個子數組。例如arr是原始數組，那麼parr+3是一個子數組，arr+4也是一個子數組。這使得咱們可能訪問到數組第一個元素以前的元素(即父數組中子數組以前的元素)，好比-一、-2在操做上都是容許的，除非這樣的訪問超越了父數組的邊界。

2.指針和數組之間的幾個等價概念

等價的方式              |      意義
--------------------------------|---------------------
&arr[i]    arr+i      parr+i    |  都表示index=i元素的地址
--------------------------------|---------------------
arr[i]     *(arr+i)   *(parr+i) |  都表示index=i元素的值

特別的，當i=0時：

&arr[0]    arr      parr      都表示數組第一個元素的地址
arr[0]     *(arr)   *(parr)   都表示數組第一個元素的值

3.指針運算

指針是變量，能夠直接參與表達式的運算，指針是地址，能夠進行地址運算。

有效的指針運算包括：

1. 相同類型指針之間的相互賦值運算
2. 指針與整數之間的加、減法運算。這種運算可讓指針前移或後移N個數組的元素
3. 指向相同數組中元素的兩個指針之間的減法或比較運算(指針與指針之間只能進行減法和比較)，減法運算獲得的結果是指針之間的元素個數(例如(arr+3) - arr + 1表示第1個元素到第4個元素之間的4個元素)
4. 0賦值給指針的運算、0轉換成指針類型的空、指針和0之間的比較
5. 其它的運算方式都是非法的

對於指針和整數之間的加減法或指針的自增、自減運算，須要注意的是這些運算符之間的優先級以及從右向左計算的方式。

parr += 1表示將指針向後移動一位，等價於++parr。

*++parr表示取下一個數組元素，由於一元運算符*和++的優先級相同，它們從右向左運算。

*parr++表示取得parr當前指向的元素，可是parr已經指向下一個元素了。

指針之間能夠比較大小，固然，只有指向同一數組的多個指針之間的比較纔有意義。p和q兩個指針，若是p指向的元素在q指向的元素以前，那麼p < q。經過比較指針，也能夠很容易判斷數組的訪問是否越界。例如，判斷指針指向的元素是否在第99個元素以後，對於只有100個元素的數組來講，這就是在判斷越界。

parr > &arr[99]
parr > arr + 99  // 與上等價

同理，指向同一數組的多個指針之間能夠進行減法運算(只能進行減法)，指針之間的減法運算返回的是這兩個指針之間的元素個數。

4.指針、數組和函數

C語言是按值拷貝的。

但由於數組名自己就是指向第一個元素的指針，因此按值拷貝也只是拷貝這個指針，拷貝獲得的指針副本仍然指向數組的第一個元素，而且經過這個指針可以遍歷到後面的元素。

由於拷貝後獲得的副本指針指向的仍然是函數外面的數組結構，因此在函數內部能夠直接經過這個指針修改外部數組。

下面兩種想要以數組做爲參數的函數在行爲上是等價的：

void func1(int arr[]){}
void func1(int *parr){}

調用該函數時，均可以傳遞數組名或指針給它們：

int arr[];
int *parr;
parr = arr;

func1(arr);
func1(parr);