淺析C指針和一維、二維數組之間的關系

張龍波

摘要：指針是C語言的靈魂；熟練掌握指針的使用方法就可以直接操縱內存，使得程序的執行效率得到極大提高，從而我們可以編制出高效、簡潔、優秀的指令代碼。根據實踐教學經驗，仍有較多C語言學習者對指針和數組二者之間的關系掌握的不夠清晰，下面力求通過最簡潔、最高效的敘述方式，使大家耳目一新，豁然開朗！

關鍵詞：指針；數組；數組指針；函數

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）28-0071-02

1 C指針和一維數組之間的關系

首先分析一維數組中每個數組元素在內存中的存儲狀態：假設有一整型數據類型的一維數組a，其定義及初始化語句如下：“int a[4]={-1，2，-3，4}；”。其在內存中的邏輯狀態存儲示意圖如下所示（以表格形式展示）：

（各個數組元素值會從高字節地址到低字節地址、按其補碼格式存入內存單元格）

因為普通的指針變量只能指向相同數據類型的普通變量！數組元素的本質就是一個一個的普通變量，所以我們可以定義一個整型指針變量p，讓它指向數組a的第一個數組元素：int* p=&a[0]；//或“int* p=a；”。至此，我們可以通過main1函數清晰、直觀地觀察到數組a中元素在內存中的存儲狀態。

這里需要強調的是數組名a是一個指針常量，其值是固定的，不可以修改（如上方表格中的一維數組名a等價于&a[0]，等價于0x18FF1001），而p是一個指針變量，其值是可以修改的！如果代碼中出現a++、++a、a—、—a都是錯誤的！

2 C指針和二維數組之間的關系

首先分析二維數組中每個數組元素在內存中的存儲狀態：假設有一整型數據類型的二維數組a，其定義及初始化語句如下：“int b[2][2]={{10，-20}，{30，-40}}；”。其在內存中的邏輯狀態存儲示意圖如下所示（以表格形式展示，請注意，C語言編譯器是按行逐一將元素在內存中存儲表示的?。?/p>

前已敘述：普通的指針變量只能指向相同數據類型的普通變量！數組元素的本質就是一個一個的普通變量，所以我們也可以定義一個整型指針變量p，讓它指向數組b的第一個數組元素b[0][0]：int* p=&b[0][0]；//或“int* p=b[0]；”//或“int* p=*b；”。

讀者可能會提出為何“int* p=*b；”是正確的呢？因為*b是對b這個指針常量取內容的！所以*b的值就是b[0]，而b[0]是指向其內部的2個元素對象的第一個元素對象b[0][0]的?。ㄇ杏洸豢梢詫懽鳎骸癷nt* p=b；”，因為b是一個指針常量，它指向其第一個數組元素b[0]、并不是指向數組元素b[0][0]的?。?。至此，我們也可以通過如下的main2函數清晰、直觀地觀察到數組b中元素在內存中的存儲狀態。

3 “數組指針”和一維、二維數組之間的關系

以上兩部分介紹的都是普通指針變量指向一維、二維數組中具體的數組元素時發生的關系，下面我們有必要討論一種特殊的指針——“數組指針”，它和數組之間又會發生怎樣的“化學反應”呢？（所謂數組指針就是專門用來指向數組的某行的指針?。?/p>

以上函數代碼解釋如下：

第1行的作用是：定義一個一維的整型數組a，并且對其6個數組元素進行初始化！

第2行的作用是：定義一個數組指針變量p，它是一個只能指向“包含有6個元素的一維數組”的指針變量！

第3行的作用是：讓p去指向一維數組a的所有元素，即讓p去指向一行數據！

第4行的作用是：打印出&a、a、&a[0]三個指針常量的值，可以發現它們是相同的！

第5、6行的作用是：利用數組元素名打印出所有元素值！注意：C在編譯時會把a[i]轉換為*（a+i）處理！

第8、9行的作用是：利用數組指針變量p打印出所有元素值！“（*p）[i]”的含義是：p所指向的行中序號為i的元素！

第10行的作用是：讓p加1，p就一下子跳過了整個的一維數組中的所有元素！

第11行的作用是：觀察p的值，發現p的值必定比&a[0]的值大0x18（即跳過了24個字節的單元格地址）！

main4函數的倒數第3行代碼中的“*（p+i）+j”需要我們好好研究！“*（p+i）+j”指的是第i行第j列數組元素的地址?。ㄓ捎趐是指向行的數組指針變量，所以*（p+i）的作用就是“將第i行的行指針取星號降為指向b[i][0]的列指針”，“*（p+i）”再加上列控制變量j的值，即為元素b[i][j]所占內存字節的首地址?。?/p>

指針是C語言的特色及精華，其使用方法千變萬化，需要我們所有喜愛C語言的編程人員更加深入透徹的學習！

參考文獻：

[1] 黑馬程序員[EB/OL].www.iqiyi.com.

[2] C語言從菜鳥到高手[EB/OL].www.bilibili.com.

[3] 譚浩強.C程序設計[M].4版.北京：清華大學出版社，2012.

[4] 明日科技.C語言從入門到精通[M].2版.北京：清華大學出版社，2011.

[5] Stephen Prata. C Primer Plus[M].6版.北京：人民郵電出版社，2015.endprint