浅析C指针和一维、二维数组之间的关系

张龙波

摘要：指针是C语言的灵魂；熟练掌握指针的使用方法就可以直接操纵内存，使得程序的执行效率得到极大提高，从而我们可以编制出高效、简洁、优秀的指令代码。根据实践教学经验，仍有较多C语言学习者对指针和数组二者之间的关系掌握的不够清晰，下面力求通過最简洁、最高效的叙述方式，使大家耳目一新，豁然开朗！

关键词：指针；数组；数组指针；函数

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）28-0071-02

1 C指针和一维数组之间的关系

首先分析一维数组中每个数组元素在内存中的存储状态：假设有一整型数据类型的一维数组a，其定义及初始化语句如下：“int a[4]={-1，2，-3，4}；”。其在内存中的逻辑状态存储示意图如下所示（以表格形式展示）：

（各个数组元素值会从高字节地址到低字节地址、按其补码格式存入内存单元格）

因为普通的指针变量只能指向相同数据类型的普通变量！数组元素的本质就是一个一个的普通变量，所以我们可以定义一个整型指针变量p，让它指向数组a的第一个数组元素：int* p=&a[0]；//或“int* p=a；”。至此，我们可以通过main1函数清晰、直观地观察到数组a中元素在内存中的存储状态。

这里需要强调的是数组名a是一个指针常量，其值是固定的，不可以修改（如上方表格中的一维数组名a等价于&a[0]，等价于0x18FF1001），而p是一个指针变量，其值是可以修改的！如果代码中出现a++、++a、a—、—a都是错误的！

2 C指针和二维数组之间的关系

首先分析二维数组中每个数组元素在内存中的存储状态：假设有一整型数据类型的二维数组a，其定义及初始化语句如下：“int b[2][2]={{10，-20}，{30，-40}}；”。其在内存中的逻辑状态存储示意图如下所示（以表格形式展示，请注意，C语言编译器是按行逐一将元素在内存中存储表示的！）：

前已叙述：普通的指针变量只能指向相同数据类型的普通变量！数组元素的本质就是一个一个的普通变量，所以我们也可以定义一个整型指针变量p，让它指向数组b的第一个数组元素b[0][0]：int* p=&b[0][0]；//或“int* p=b[0]；”//或“int* p=*b；”。

读者可能会提出为何“int* p=*b；”是正确的呢？因为*b是对b这个指针常量取内容的！所以*b的值就是b[0]，而b[0]是指向其内部的2个元素对象的第一个元素对象b[0][0]的！（切记不可以写作：“int* p=b；”，因为b是一个指针常量，它指向其第一个数组元素b[0]、并不是指向数组元素b[0][0]的！）。至此，我们也可以通过如下的main2函数清晰、直观地观察到数组b中元素在内存中的存储状态。

3 “数组指针”和一维、二维数组之间的关系

以上两部分介绍的都是普通指针变量指向一维、二维数组中具体的数组元素时发生的关系，下面我们有必要讨论一种特殊的指针——“数组指针”，它和数组之间又会发生怎样的“化学反应”呢？（所谓数组指针就是专门用来指向数组的某行的指针！）

以上函数代码解释如下：

第1行的作用是：定义一个一维的整型数组a，并且对其6个数组元素进行初始化！

第2行的作用是：定义一个数组指针变量p，它是一个只能指向“包含有6个元素的一维数组”的指针变量！

第3行的作用是：让p去指向一维数组a的所有元素，即让p去指向一行数据！

第4行的作用是：打印出&a、a、&a[0]三个指针常量的值，可以发现它们是相同的！

第5、6行的作用是：利用数组元素名打印出所有元素值！注意：C在编译时会把a[i]转换为*（a+i）处理！

第8、9行的作用是：利用数组指针变量p打印出所有元素值！“（*p）[i]”的含义是：p所指向的行中序号为i的元素！

第10行的作用是：让p加1，p就一下子跳过了整个的一维数组中的所有元素！

第11行的作用是：观察p的值，发现p的值必定比&a[0]的值大0x18（即跳过了24个字节的单元格地址）！

main4函数的倒数第3行代码中的“*（p+i）+j”需要我们好好研究！“*（p+i）+j”指的是第i行第j列数组元素的地址！（由于p是指向行的数组指针变量，所以*（p+i）的作用就是“将第i行的行指针取星号降为指向b[i][0]的列指针”，“*（p+i）”再加上列控制变量j的值，即为元素b[i][j]所占内存字节的首地址！）

指针是C语言的特色及精华，其使用方法千变万化，需要我们所有喜爱C语言的编程人员更加深入透彻的学习！

参考文献：

[1] 黑马程序员[EB/OL].www.iqiyi.com.

[2] C语言从菜鸟到高手[EB/OL].www.bilibili.com.

[3] 谭浩强.C程序设计[M].4版.北京：清华大学出版社，2012.

[4] 明日科技.C语言从入门到精通[M].2版.北京：清华大学出版社，2011.

[5] Stephen Prata. C Primer Plus[M].6版.北京：人民邮电出版社，2015.endprint