第13讲：深入理解指针(3)——数组与指针的“深度绑定”
🧭 第13讲：深入理解指针(3)——数组与指针的“深度绑定” 🔗📊
指针进阶：揭开数组名的神秘面纱，掌握传参本质与指针数组魔法！
📚 目录
- 数组名的理解：是地址，但不止是地址 🧩
- 使用指针访问数组：指针即数组，数组即指针 ✨
- 一维数组传参的本质：形参写数组，实为指针 🔁
- 冒泡排序：指针视角下的“相邻较量” 🔄
- 二级指针：指针的“地址管理员” 🏢
- 指针数组：存放指针的“容器” 🧰
- 指针数组模拟二维数组：非连续的“矩阵” 📐
- 学习收获总结 ✅
数组名的理解：是地址，但不止是地址 🧩
🔍 数组名 = 首元素地址？
在指针访问数组时，我们常写：
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int *p = &arr[0]; // 获取首元素地址
但其实，数组名本身就是首元素的地址！
#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]); // 输出地址printf("arr = %p\n", arr); // 输出相同地址return 0;
}
✅ 输出结果一致 → 证明 arr == &arr[0]
⚠️ 矛盾出现：sizeof(arr) 为何是 40？
printf("%d\n", sizeof(arr)); // 输出 40（int占4字节 × 10）
如果 arr 是地址，应输出 4 或 8（指针大小），为何是 40？
🎯 关键突破：
数组名是首元素地址 ✅
但有两个例外！
📌 两大例外：sizeof 与 & 中的数组名
| 场景 | 数组名含义 | 说明 |
|---|---|---|
sizeof(arr) | 表示整个数组 | 计算数组总大小（字节） |
&arr | 表示整个数组的地址 | 类型为 int(*)[10]，指向整个数组 |
🌟 重要区别：
&arr和&arr[0]虽值相同，但类型不同，导致指针运算结果不同！
printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]); // 首元素地址
printf("&arr[0]+1 = %p\n", &arr[0]+1); // +1 → 跳过1个int（+4字节）
printf("arr = %p\n", arr); // 首元素地址
printf("arr+1 = %p\n", arr+1); // +1 → 跳过1个int（+4字节）
printf("&arr = %p\n", &arr); // 整个数组地址
printf("&arr+1 = %p\n", &arr+1); // +1 → 跳过整个数组（+40字节）
📌 结论：
&arr[0]和arr：类型为int*，+1 跳 4 字节&arr：类型为int(*)[10]，+1 跳 40 字节（整个数组）
✅ 记忆口诀：
“普通使用是首址，sizeof和&是整体”
使用指针访问数组：指针即数组，数组即指针 ✨
🔄 指针遍历数组
#include <stdio.h>
int main() {int arr[10] = {0};int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);int *p = arr; // p 指向首元素// 输入for(int i = 0; i < sz; i++) {scanf("%d", p + i); // 等价于 &arr[i]}// 输出for(int i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", *(p + i)); // 等价于 arr[i]}return 0;
}
📌
p + i：指针偏移i个元素，指向arr[i]
🎯 p[i] 真的能访问数组吗？
// 将 *(p+i) 改为 p[i]
printf("%d ", p[i]); // ✅ 完全合法！
🌟 核心原理：
p[i]在编译器中被解释为*(p + i)- 同理，
arr[i]等价于*(arr + i)
✅ 结论：
数组下标访问本质上是指针运算！
arr[i]和p[i]在语法上完全等价。
一维数组传参的本质：形参写数组，实为指针 🔁
❓ 问题：函数内能否求出数组长度？
void test(int arr[]) {int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz2 = %d\n", sz2); // ❌ 输出 1 或 2（指针大小 / int大小）
}int main() {int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int sz1 = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); // ✅ 输出 10test(arr);return 0;
}
🤔 为何
sz2不是 10？
🔍 数组传参的本质
- 传递的是数组名 → 即首元素地址
- 函数形参接收的是指针，不是整个数组
void test(int arr[]) // 等价于 int* arr
{printf("%d\n", sizeof(arr)); // 输出指针大小（4或8）
}void test(int* arr) // 完全等价
{printf("%d\n", sizeof(arr)); // 输出指针大小
}
📌 本质：
一维数组传参时，形参无论写成int arr[]还是int* arr，都退化为指针。
✅ 正确传参方式
void func(int* arr, int sz) {// 使用 arr 和 sz 操作数组for(int i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", arr[i]);}
}
🎯 总结：
一维数组传参，必须额外传递数组长度！
冒泡排序：指针视角下的“相邻较量” 🔄
🔄 基础版本
void bubble_sort(int arr[], int sz) {for(int i = 0; i < sz - 1; i++) {for(int j = 0; j < sz - i - 1; j++) {if(arr[j] > arr[j+1]) {int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = tmp;}}}
}
📌 核心思想：两两相邻元素比较，大者后移。
🚀 优化版本：提前终止
void bubble_sort(int arr[], int sz) {for(int i = 0; i < sz - 1; i++) {int flag = 1; // 假设已有序for(int j = 0; j < sz - i - 1; j++) {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) break; // 未发生交换，提前结束}
}
✅ 优势：已有序时提前退出，提升效率。
二级指针：指针的“地址管理员” 🏢
🧩 什么是二级指针？
指针变量也有地址，存放指针变量地址的指针，就是二级指针。
int a = 10;
int *pa = &a; // pa 存放 a 的地址
int **ppa = &pa; // ppa 存放 pa 的地址
📌 类型：
pa类型：int*ppa类型：int**
🔄 二级指针的运算
| 表达式 | 含义 |
|---|---|
*ppa | 解引用 → 得到 pa（等价于 pa） |
**ppa | 两次解引用 → 得到 a 的值 |
**ppa = 20; // 等价于 a = 20
*ppa = &b; // 等价于 pa = &b
🎯 应用场景：修改指针本身（如动态内存分配、链表操作）。
指针数组：存放指针的“容器” 🧰
🧩 指针数组 vs 整型数组
| 数组类型 | 存放内容 | 示例 |
|---|---|---|
整型数组 int arr[3] | 整数 | {1, 2, 3} |
指针数组 int* parr[3] | 指针（地址） | {&a, &b, &c} |
int a = 1, b = 2, c = 3;
int* parr[3] = {&a, &b, &c}; // 每个元素是一个 int* 指针
📌 本质：
指针数组是一个数组，其每个元素都是指针类型。
指针数组模拟二维数组：非连续的“矩阵” 📐
🔄 模拟代码
#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};int* parr[3] = {arr1, arr2, arr3}; // 指针数组，指向三个一维数组for(int i = 0; i < 3; i++) {for(int j = 0; j < 5; j++) {printf("%d ", parr[i][j]); // ✅ 可以像二维数组一样访问}printf("\n");}return 0;
}
✅ 输出：
1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 3 4 5 6 7
⚠️ 与真正二维数组的区别
| 特性 | 真正二维数组 int arr[3][5] | 指针数组模拟 |
|---|---|---|
| 内存布局 | 连续存储 | 每行可能不连续 |
| 初始化 | 静态分配 | 需先定义每行数组 |
| 灵活性 | 固定大小 | 可动态调整每行大小 |
📌 优势：
指针数组可实现不规则二维数组（如每行长度不同）。
✅ 学习收获总结
| 技能 | 掌握情况 |
|---|---|
| ✅ 理解数组名的本质及两大例外 | ✔️ |
| ✅ 掌握指针与数组的等价访问方式 | ✔️ |
| ✅ 理解一维数组传参的指针本质 | ✔️ |
| ✅ 能实现并优化冒泡排序算法 | ✔️ |
| ✅ 理解二级指针的概念与应用 | ✔️ |
| ✅ 区分指针数组与数组指针 | ✔️ |
| ✅ 会使用指针数组模拟二维数组 | ✔️ |
🎯 数组与指针的深度绑定，是C语言高效与灵活的基石。
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