深入理解指针 * chapter 2

? ? ? ?指针在编程中扮演着至关重要的角色，首先，指针是内存的标签，通过它我们可以定位到内存中的特定位置。这种能力允许程序员直接操作内存地址，从而增加了编程的灵活性和效率。

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1.数组名的理解

• sizeof(数组名)，sizeof中单独放数组名，这?的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小， 单位是字节
• ?&数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址（整个数组的地址和数组首元素的地址有区别）

除此之外，任何地方使用数组名，数组名都表示数组首元素的地址。

举例1：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));
}

运行结果

举例2：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printf("&arr[0]=%p\n", &arr[0]);
	printf("arr=    %p\n", arr);
	printf("&arr   =%p\n", &arr);
	return 0;
}

运行结果

举例3：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printf("&arr[0]  =%p\n", &arr[0]);
	printf("&arr[0]+1=%p\n", &arr[0]+1);
	printf("arr      =%p\n", arr);
	printf("arr+1    =%p\n", arr+1);
	printf("&arr     =%p\n", &arr);
	printf("&arr+1   =%p\n", &arr+1);
	return 0;
}

运行结果

&arr[0]和&arr[0]+1相差4个字节，arr和arr+1也相差4个字节，因为&arr[0]和arr都是首元素的地址，+1就是跳过?个元素。但是&arr和&arr+1相差40个字节，是因为&arr是数组的地址，+1操作是跳过整个数组的。

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2.使用指针访问数组

#include <stdio.h>

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	//输入
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int* p = arr;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", p + i);//也可写作scanf("%d",arr+i);
	}
	//输出
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d", *(p + i));//*(arr+i)//p[i]
	}
	return 0;
}

数组元素的访问在编译器处理的时候，是转换成首元素的地址+偏移量求出元素的地址，然后解引用来访问的。

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3.一堆数组传参的本质

试着把函数传给?个函数后，在函数内部求数组的元素个数。

#include <stdio.h>

void test(int arr[])//int* arr
{
	int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("sz2=%d\n", sz2);
}

int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("sz1=%d\n", sz1);
	test(arr);
	return 0;
}

运行结果

在函数内部没有正确获得数组的元素个数。 这就要提到数组传参的本质，数组名是数组首元素的地址，在数组传参的时候，传递的是数组名，所以数组传参本质上传递的是数组首元素的地址。 函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。在函数内部写 sizeof(arr) 计算的是个地址的大小（单位字节），而不是数组的大小（单位字节）。正是因为函数的参数部分本质是指针，所以在函数内部是没办法求数组元素个数的。

总结：一堆数组传参，形参部分可以写成数组的形式，也可以写成指针的形式。

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4.冒泡排序

冒泡排序的核心思想：两两相邻的元素进行比较，不满足排序要求就交换。

#include <stdio.h>

//方法一：
void bubble_sort(int arr[], int sz)//sz参数接收数组元素个数
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)//sz-1趟数
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			//一趟冒泡排序过程
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				//一对元素比较
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}

int main()
{
	int arr[] = { 5,7,6,3,8,2,4,9,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}




#include <stdio.h>

//方法二——优化：
void bubble_sort(int arr[], int sz)//sz参数接收数组元素个数
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)//sz-1趟数
	{
		int flag = 1;//假设这一趟已经有序
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			//一趟冒泡排序过程
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				flag = 0;//发生交换说明无序
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
		if (flag == 1)
			break;
	}
}

int main()
{
	int arr[] = { 5,7,6,3,8,2,4,9,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

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5.二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，指针变量的地址就存放在二级指针中。

ppa指向pa的地址，为int*类型，ppa也是指针变量。

二级指针的运算有：

• *ppa ，通过对ppa中的地址进行解引用，找到的是 pa ， *ppa 访问的就是 pa 。

1 int b=20;

2 *ppa=&b; //等价于pa=&b;

• **ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa进行解引用操作： *pa ，找到 a 。

1 **ppa=30;

2 //等价于*pa=30;

3 //等价于a=30;

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6. 指针数组

指针数组是指针还是数组？ 整型数组，是存放整型的数组，字符数组是存放字符的数组。 那指针数组类比可得是存放指针的数组。

指针数组的每个元素都是用来存放地址（指针）的，指针数组的每个元素是地址，又可以指向一块区域。

如下图：

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7. 指针数组模拟二维数组（模拟效果）

#include <stdio.h>

int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };
	//数组名是数组首元素的地址，类型是int*的，可以放在parr数组中
	int* parr[3] = { arr1,arr2,arr3 };
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)//三行
	{
		for (j = 0; j < 5; j++)//五列
		{
			printf("%d", parr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

parr[i]是访问parr数组的元素，parr[i]找到的数组元素指向了整型一维数组，parr[i][j]就是整型一维数组中的元素。 上述的代码模拟出二维数组的效果，实际上并非完全是二维数组，因为每一行并非是连续的。

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总结

? ? ? ?指针在C语言中的地位非常重要，它是最基础和最重要的概念之一。指针的存在让C语言可以进行复杂的内存操作，更好地控制程序的行为，同时也能够实现高效的数据结构和算法。
? ? ? ?通过指针能实现所谓的“传引用”而不是“传值”，这在函数参数传递时可以有效地改变参数的值，而不仅仅是复制一份参数的值，从而在本质上节约了数据传输性能。其次，C语言支持指针的运算（对指针加减，甚至取指针），这是C语言强大的地方。同时，指针也用于表示和实现各种复杂的数据结构，比如系统地动态分配内存、消息机制、任务调度等。此外，利用指针可以直接操纵内存地址，从而可以完成和汇编语言类似的工作。
? ? ? ?需要注意的是，指针是一个强大但同时也是比较危险的工具。如果不正确使用指针，比如误操作空指针，可能会导致程序崩溃或者产生其他错误。因此，学习和使用指针需要谨慎对待。总的来说，指针在C语言中的地位不可替代，掌握好指针的使用是学习C语言的关键之一。