《伏C录》破劫篇-零基础无境界限制极速领悟指针与数组
目录
?一、本章目标
- ?极速解决一级至n级指针
- ?极速解决一维至n维数组
- ?极速解决数组与指针联系
- ?指针和数组笔试题解析
?二、指针
✨2.1指针是什么？
?谈到指针，不得不谈内存，内存是一块大的用来存储数据的空间，它被分为了一小块一小块的内存单元，每一块内存单元的大小为1字节，为方便使用和区分内存单元，每一块内存单元有一个独立的编号，以32位机器为例，这个独立的编号由32位二进制组成（1字节等于8个二进制位），即4字节。如果是64位机器的话，这个独立的编号是64位二进制组成（1字节等于8个二进制位），即8字节。而这个编号就是我们说的地址，也被称作指针。（这一点要牢记）。
图解：
内存单元大小为一个字节，这里的11 22 33 44 55 66 77均为16进制数。（一位16进制数等于4位2进制数）
以32位机器为例，由于地址是32位二进制组成的，那么就有2^32种不同的地址，那么就有2^32个内存单元，因为内存单元的大小是一个字节，那么内存的大小也可以算出来，即2^32Byte，也等于4GB。
总结：
- ?指针是地址，是内存单元的编号。（这一点非常重要）
- ?32位机器下，指针大小为4字节
- ?64位机器下，指针大小为8字节
✨2.2指针有什么用？
可以取出某个变量的地址，方便以后操作那块地址空间，为什么不用变量名直接操作那块空间呢？
因为有时我们拿不到变量名，比如在函数传参时，我们在函数体内部是无法拿到变量名的，函数传参只能传数据，地址是数据，变量名传的是变量名中的数据，而不是变量名本身。
✨2.3取地址取的是哪个地址？
例如：int a;
我们知道int在内存开辟4个字节，占用4个内存单元，每个内存都有一个编号，即都有一个地址，那&a，取的是4个地址中的哪个地址呢?
c语言规定取变量的地址，取的是众多地址中最小的地址。
图解:
✨2.4指针类型
我们都知道，变量有不同的类型，整形，浮点型等。那指针有没有类型呢？
准确的说：有的
指针的类型常见的有char*、double* 、int*、int (*)[10]等。
介绍解引用操作符 *（间接访问操作）
*（地址）就能找到那块地址空间，为什么不说拿到那块空间的数据呢？因为当*（地址）做左值时，它代表的是那块空间，当*（地址）做右值时，代表的是那块空间的数据。（理解左值和右值这一点非常重要）
简单运用一下指针
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
char a = 'B';
char* pa = &a;
printf("%cn", *pa);
return;
}解读代码：
pa拿到变量a的地址，通过解引用操作拿到变量a管理的那块空间。之后*pa的作用与a相同，可以认为*pa等价于a，使用a和使用(*pa)没任何区别。
✨2.5指针类型的意义
第一点牢记：
- ?char*类型的指针，对其接引用访问1个字节。
- ?int*类型的指针，接引用访问4个字节。
- ?double* 类型的指针，接引用访问8个字节。
以此类推。
详细点：
以int*为例如果指针的值是0x 00 1F EA 88,那么解引用访问的就是从该地址处向高地址处访问4个字节。
图解：
第二点牢记：
- ?char*类型的指针，对其+1跳过1个字节。
- ?int*类型的指针，对其+1跳过4个字节。
- ?double* 类型的指针，对其+1跳过8个字节。
以此类推
以int* p为例，其他以此类推。
图解：
总结：
1：?指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大的权限（能操作几个字节）。
2：?指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）。
这两点就是语法规则，要牢记与心
✨2.6指针-指针
牢记：指针-指针（得相同类型的指针）的值为它们之间相差的元素个数。
以int* 为例：
此时p2-p1等于2（经过两个整形的大小）
其他以此类推（篇幅有限）
✨2.7野指针
概念： 野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）
野指针成因用户只能对以申请的内存空间进行访问
1.?指针未初始化：未初始化的指针指向是随机的，不能访问。
2.?指针越界访问：访问不属于用户申请的空间，可能引起错误，很危险。
3?指针指向的空间释放：释放了的空间不属于用户，不能访问。
如何规避野指针？
1. ?指针初始化
2. ?小心指针越界
3. ?指针指向空间释放即使置NULL
4. ?避免返回局部变量的地址
5. ?指针使用之前检查有效性
✨2.8指针和指针变量的区别
?指针是地址，是编号，是一串二进制数。
?指针变量是存放指针的变量，就如同整形变量是存放整形的变量。也可叫做地址变量，不过一般不这么叫。
?一般我们口头说的指针指的是指针变量，这一点我们心里要明白。
✨2.9一级到N级指针
?一维指针变量存的是如int 、double、float、char、long等变量的地址。
?二级指针变量存的是一维指针变量的地址。
?三维指针变量存的是二维指针变量的地址。
?一般使用较多的是一、二级指针（熟练掌握），三维及以上的指针很少碰到。
N级指针以此类推
✨2.10数组指针
类比于整形指针，整形指针是指向整形的指针，结构体指针是指针结构体的指针。
数组指针是指向数组的指针。
数组指针的表示：
如int arr[10]={0};
指向该数组的指针可写为：int (*p)[10]=&a;(只需把（*p）代替掉arr即可)
解释：
首先（）的优先级大于[ ]，*和p先结合成*p,说明它是指针，去掉变量名就是它的类型。
它的类型是int()[10]。类型代表着该指针p指向10个元素的数组，每个元素是int类型的变量。
其他以此类推
这里写个数组指针类型的数组。（赏析）
int (*p[10])[5];
解释
*的优先级低于[ ]，p先与[ ]结合，p[10]表面这是一个数组，它有10个元素,
它的类型是int(*)[5]。这个我们在上面见过，它是一个数组指针类型，该数组指针指向有5个元素的数组，每个元素是int类型。
该指针+1跳过一个数组的长度。（需记忆）
对数组指针解引用等价于该数组的变量名。（需记忆）
如int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}
&a等于取的是整个数组。
指向它的数组指针为int (*p1)[10]=&a;
这个变量的变量名是p1，变量的类型是int(*)[10].
p1+1跳过整个数组。
//这里需要对数组有一定的了解。
图解（p1+1）跳过整个数组
这是这个指针类型赋予数组指针的意义。
✨2.11函数指针
函数指针顾名思义：指向函数的指针
这里必须要说明的是函数也是有地址的
函数名或者&函数名都是该函数的地址
函数指针的类型：
以 void print(int n)为例
类似于数组指针，将（*p）替换函数名即可：void (*p) (int)=&print;(这里&print和print都可以)。
调用函数时，我们可以（*p）(3)，也可直接p（3）。
由于篇幅原因，这里只讲解了函数指针的语法，并没有讲解它的使用环境。（函数指针通常用于回调函数，有兴趣的话博主可以下次更新这部分的内容）
?三、数组
✨3.1数组的概念
首先声明：指针和数组完全是两个不同的东西。但它们之间在使用时又密不可分。
数组概念：一组相同类型元素的集合。可以是整形，浮点型，也可以是结构体。
而指针就是地址，是编号。
✨3.2一维数组的初始化
数组的初始化是指，在创建数组的同时给数组的内容一些合理初始值（初始化）。
数组的初始化有多种情况，以下情况都是正确的初始化。
（1）int arr1[10] = {1,2,3};
（2）int arr2[] = {1,2,3,4};
（3）int arr3[5] = {1，2，3，4，5}；
（4）char arr4[3] = {'a',98, 'c'};
（5）char arr5[] = {'a','b','c'};
（6）char arr6[] = "abcdef";（1）实际开辟了10个空间，前三个存的是1、2、3，其他七个都是0。
（2）开辟了4个空间，分别存的是1、2、3、4。
（3）开辟了5个空间，分别存的是1、2、3、4、5。
（4）开辟了3个空间，分别存的是'a'、98、'c'。
（5）开辟了3个空间，分别存的是'a'、'b'、'c'。
（6）开辟了7个空间，分别存的是'a'、'b'、'c'、'd'、'e'、'f'、''。
总结：
1.?如果数组在创建的时候指定了大小，就开辟该大小的空间，如果赋予的值少于空间数目，则其他剩余空间的值都会被置于0.
2.?数组在创建的时候如果想不指定数组的确定的大小就得初始化。数组的元素个数根据初始化的内容来确定。
3.?直接使用字符串赋值，字符串自带''这一结束标志，开辟数组时也要为''开辟空间。
以上几种情况要熟练掌握。
✨3.3数组名的意义
?数组名:就是首元素的地址。
?注意：数组名可以看作一个常量（首元素的地址），它不能作为左值，只能作为右值。
?左值：能给作为赋值运算符（=）左边的值即为左值。
?右值：能给作为赋值运算符（=）右边的值即为右值。
但两个例外
1.?sizeof(arr)中arr代表整个数组。
2.?&arr代表整个数组的地址。
✨3.4一维数组与sizeof的那些事
例：int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
计算整个一维数组的大小：sizeof（arr);
计算一维数组元素的大小：sizeof(arr[0]);
计算一维数组的元素个数：sizof(arr)/sizeof(arr[0]);
✨3.5二维数组
3.5.1二维数组的创建
//数组创建
int arr1[3][4];
char arr2[3][5];
double arr3[2][4];3.5.2二维数组的初始化
//数组初始化
int arr1[3][4] = {1,2,3,4};
int arr2[3][4] = {{1,2},{4,5}};
int arr3[][4] = {{2,3},{4,5}};我们可以通过监视观察初始化的结果，以下是监视的结果。
3.5.3二维数组与sizeof的那些事
（1）计算整个二维数组的大小：sizeof(arr);
（2）计算二维数组的行数：sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
（3）计算二维数组的列数：sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0]);
（4）计算二维数组元素的大小：sizeof(arr[0][0]);
需了解以下知识
1.?数组名就是首元素地址
此时二维数组的首元素需要特别指出：
以arr[ 3 ][ 4 ]为例
它是有3个元素的数组，每个元素是一个一维数组int arr[ 4 ]。
此时二维数组的首元素的地址是int arr[4]的地址，即数组的地址，类型为int (*) [ 4 ]。
（本文章下面的标题：深度剖析有详解）
2.?变形公式：arr[ i ] <==> *(arr + i) arr[ i ][ j ]<==> *(*(arr+i)+j)
详解：
（1）sizeof(数组名）就是计算的整个数组的大小（需要记住）。
（2）sizeof(arr[0])：根据变形公式arr[0]等价于*(arr+0),即（*arr）。
arr是数组指针类型(int (*) [ 4 ])，对数组指针解引用后就相当于该数组的变量名，(这点要牢记)。
而sizeof(数组名）就是该数组的大小，即4*4=16Byte。
而sizeof(arr)/sizeof(arr[ 0 ])=(4*3*4)/16=3。
（3）sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0])=16/4=4。
(4)sizeof(arr[0][0])=4。
深度解剖：
二维数组本质是线性的一维数组，如int arr[3][4];相当于int arr[3],它的每个元素是一个int arr[4]的数组
图解：
✨3.6 从三维到N维数组
我们知道二维数组可用二维坐标表示。三维数组可用三维坐标，四维该怎么表示呢？
其实都可以看作一维的数组。
如int arr[ 3 ][ 2 ][ 4 ] 三维数组。
看作3个元素的一维数组，每个元素是二维数组。
图解：
✨3.7数组传参
数组传参分两种：
1.?传数组，用数组接收。
2.?传数组，用指针接收。
第一种：传数组，用数组接收
一维数组：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
void print(int arr[],int n)//该arr[]中的[]中填大于0的值或者不填都可以。
{
int i = 0;
for (i = 0; i < n; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
}
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
print(arr, len);
return 0;
}//该arr[]中的[]中填大于0的值或者不填都可以。
二维数组：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
void print(int arr[2][3],int r,int c)//行可以省略，列不能省略。
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < r; i++)
{
for (j = 0; j < c; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("n");
}
printf("n");
}
int main()
{
int arr[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
int r = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int c = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);
print(arr, r, c);
return 0;
}//行可以省略，列不能省略。
第二种：传数组，用指针接收
一维数组：
void print(int* p, int len)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < len; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
}
int main()
{
int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
print(arr, len);
return 0;
}二维数组：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
void print(int(*arr)[3], int r, int c)
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < r; i++)
{
for (j = 0; j < c; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("n");
}
printf("n");
}
int main()
{
int arr[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
int r = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int c = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);
print(arr, r, c);
return 0;
}总结：
1.?传数组名时，可以用数组接收，传什么数组，就用什么数组接收（不建议省略形参中[ ]的内容 ）。
2.?一维数组名，要看该数组元素的类型，如果该数组的元素类型是int*，数组名又是数组首元素的地址，即int*的地址，那么接收该数组名就得用int**。
3.?二维数组名：和一维数组名一样，需把二维数组看成一维数组，如int arr[3][4]。它有3个元素，每个元素是int arr[4]。那么数组名代表int arr[4]的地址，即数组的地址，那么需要用数组指针来接收。
?四、指针和数组笔试题解析
✨4.1指针与数组关于sizeof和strlen的事
//一维数组
int a[] = {1,2,3,4};
printf("%dn",sizeof(a));
printf("%dn",sizeof(a+0));
printf("%dn",sizeof(*a));
printf("%dn",sizeof(a+1));
printf("%dn",sizeof(a[1]));
printf("%dn",sizeof(&a));
printf("%dn",sizeof(*&a));
printf("%dn",sizeof(&a+1));
printf("%dn",sizeof(&a[0]));
printf("%dn",sizeof(&a[0]+1));
//字符数组
char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
printf("%dn", sizeof(arr));
printf("%dn", sizeof(arr+0));
printf("%dn", sizeof(*arr));
printf("%dn", sizeof(arr[1]));
printf("%dn", sizeof(&arr));
printf("%dn", sizeof(&arr+1));
printf("%dn", sizeof(&arr[0]+1));
printf("%dn", strlen(arr));
printf("%dn", strlen(arr+0));
printf("%dn", strlen(*arr));
printf("%dn", strlen(arr[1]));
printf("%dn", strlen(&arr));
printf("%dn", strlen(&arr+1));
printf("%dn", strlen(&arr[0]+1));
//二维数组
int a[3][4] = {0};
printf("%dn",sizeof(a));
printf("%dn",sizeof(a[0][0]));
printf("%dn",sizeof(a[0]));
printf("%dn",sizeof(a[0]+1));
printf("%dn",sizeof(*(a[0]+1)));
printf("%dn",sizeof(a+1));
printf("%dn",sizeof(*(a+1)));
printf("%dn",sizeof(&a[0]+1));
printf("%dn",sizeof(*(&a[0]+1)));
printf("%dn",sizeof(*a));
printf("%dn",sizeof(a[3]));编译器运行立马出答案，就不赘述了。
✨4.2指针笔试题
笔试题一：
int main()
{
int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int *ptr = (int *)(&a + 1);
printf( "%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));
return 0;
}
//程序的结果是什么？
笔试题二
#include <stdio.h>
int main()
{
char *a[] = {"work","at","alibaba"};
char**pa = a;
pa++;
printf("%sn", *pa);
return 0;
}解析：
char** pa=a，pa++，该指针指向的是char* 类型，+1跳过一个char*，即一个数组元素，因此pa++指向数组第二个元素，*pa即拿到数组第二个元素，（“at”存储在数组的第二个元素的是'a'的地址），所以*pa就是'a'的地址，即字符串“at”的首地址，因此将打印出at。
由于篇幅原因，还有很多细节没有交代，之后会出更多c语言的系列，感谢关注。