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        淺析C指針和一維、二維數(shù)組之間的關(guān)系

        2017-11-15 11:28:53張龍波
        電腦知識與技術(shù) 2017年28期
        關(guān)鍵詞:數(shù)組指針函數(shù)

        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(nèi)存,使得程序的執(zhí)行效率得到極大提高,從而我們可以編制出高效、簡潔、優(yōu)秀的指令代碼。根據(jù)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn),仍有較多C語言學(xué)習(xí)者對指針和數(shù)組二者之間的關(guān)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(guān)鍵詞:指針;數(shù)組;數(shù)組指針;函數(shù)

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

        1 C指針和一維數(shù)組之間的關(guān)系

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

        (各個數(shù)組元素值會從高字節(jié)地址到低字節(jié)地址、按其補(bǔ)碼格式存入內(nèi)存單元格)

        因?yàn)槠胀ǖ闹羔樧兞恐荒苤赶蛳嗤瑪?shù)據(jù)類型的普通變量!數(shù)組元素的本質(zhì)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(shù)組a的第一個數(shù)組元素:int* p=&a[0];//或“int* p=a;”。至此,我們可以通過main1函數(shù)清晰、直觀地觀察到數(shù)組a中元素在內(nèi)存中的存儲狀態(tài)。

        這里需要強(qiáng)調(diào)的是數(shù)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(shù)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(xiàn)a++、++a、a—、—a都是錯誤的!

        2 C指針和二維數(shù)組之間的關(guān)系

        首先分析二維數(shù)組中每個數(shù)組元素在內(nèi)存中的存儲狀態(tài):假設(shè)有一整型數(shù)據(jù)類型的二維數(shù)組a,其定義及初始化語句如下:“int b[2][2]={{10,-20},{30,-40}};”。其在內(nèi)存中的邏輯狀態(tài)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(nèi)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(shù)據(jù)類型的普通變量!數(shù)組元素的本質(zhì)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(shù)組b的第一個數(shù)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?yàn)?b是對b這個指針常量取內(nèi)容的!所以*b的值就是b[0],而b[0]是指向其內(nèi)部的2個元素對象的第一個元素對象b[0][0]的!(切記不可以寫作:“int* p=b;”,因?yàn)閎是一個指針常量,它指向其第一個數(shù)組元素b[0]、并不是指向數(shù)組元素b[0][0]的!)。至此,我們也可以通過如下的main2函數(shù)清晰、直觀地觀察到數(shù)組b中元素在內(nèi)存中的存儲狀態(tài)。

        3 “數(shù)組指針”和一維、二維數(shù)組之間的關(guān)系

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

        以上函數(shù)代碼解釋如下:

        第1行的作用是:定義一個一維的整型數(shù)組a,并且對其6個數(shù)組元素進(jìn)行初始化!

        第2行的作用是:定義一個數(shù)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(shù)組”的指針變量!

        第3行的作用是:讓p去指向一維數(shù)組a的所有元素,即讓p去指向一行數(shù)據(jù)!

        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(fā)現(xiàn)它們是相同的!

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

        第8、9行的作用是:利用數(shù)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(shù)組中的所有元素!

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

        main4函數(shù)的倒數(shù)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(shù)組元素的地址?。ㄓ捎趐是指向行的數(shù)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(nèi)存字節(jié)的首地址?。?/p>

        指針是C語言的特色及精華,其使用方法千變?nèi)f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(xué)習(xí)!

        參考文獻(xiàn):

        [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(qiáng).C程序設(shè)計[M].4版.北京:清華大學(xué)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(xué)出版社,2011.

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

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