指针与数组

6.3　指针与数组

指针用于存储地址，它和数组名紧密地联系在一起。图6-9就显示了一个数组名称为grade的一维整型数组，它包含5个数据，每个整型元素占用4个字节，内存中存储形式如图所示。

图6-9　数组在内存中存储形式

访问数组元素，可以使用下标来实现，比如要访问数组元素grade［3］，在之前的章节里详细的讲解过，但是那时使用的方法其实隐藏了数组每一个元素的地址。根据之前讲过的地址的概念，结合数组在内存中占用一块连续的存储区域的特点可知，如果知道了数组某个元素的地址，改变偏移量，就可以得到数组其他元素的地址，进而访问该元素值。

以grade数组为例，数组元素grade［0］的地址可以通过取地址运算符“＆”获得，即＆grade［0］，数组中grade［3］元素的地址计算方法如下所示:

＆grade［3］=＆grade［0］+3*4;

如果有指针变量p指向数组元素grade［0］，根据指针变量自运算规则，使用指针访问grade［3］的代码如下所示:

指针变量p首先指向数组元素grade［0］，正向偏移3个存储单元后，p指向数组元素grade［3］。

【例6．6】分别使用下标和指针访问数组元素。

代码如下:

运行结果如图6-10所示。

图6-10

分析:

表达式*(p+i)表达式的含义是，指针从数组首地址偏移i个存储单元(由于int数据占4个字节，所以每次偏移4*i个字节)，访问该单元中的数据值。

需要注意的是*(p+i)表达式中的括号是必须有的，不能省略。如果遗漏了小括号，将变成这样的表达式*p+i，它的含义是对p所指向的存储单元的数值加i，而不是p+i所指向存储单元的值。

6.3.1　数组名作为指针

每个创建的一维数组，数组名就成为编译器为这个数组所创建的指针常量名称，它存储的是数组第一个元素的地址，也就是数组首地址。这样，就又多了一种获取数组元素地址的手段。

例如:

分析下面的代码，看看错了吗?

grade=grade+3;

错误的。原因是，grade是数组名，它是指针常量，常量是不能够赋值的。

再分析下面的代码，是否有问题?

p=grade;

p=p+3;

正确的。因为p是指针变量，变量的值是可以改变的，p的初值是grade数组的首地址，p=p+3表示p指向数组元素grade［3］，此时访问*p就相当于访问数组元素grade［3］的值。

【例6．7】有n个整数，存储在数组array中，使其前面各数顺序向后移m个位置，最后m个数变成最前面的m个数，并输出。

例如:输入数据“1 2 3 4 5 6”，输出数据“4 5 6 1 2 3”。

代码如下:

运行结果如图6-11所示。

图6-11

分析:

代码arrayend=*(array+n－1)表示存储数组最后一个元素的值，因为循环后移数组元素将覆盖原位置数据，导致最后一个数据元素丢失，故应先将其保存。

6.3.2　指针与多维数组

数组在内存中占用连续的存储区域，以二维数组array［2］［3］为例，6个数组元素数在内存储中存储形式如图6-12所示。

图6-12　二维数组在内存中存储形式

下面逐步分级二维数组和指针的关系:

第一步，写出最容易理解的形式:

【例6．8】使用三种不同的方法访问二维数组。

代码如下:

运行结果如图6-13所示。

图6-13

分析:

第一个for循环使用下标形式直接访问了二维数组元素;第二个for循环使用了数组名间接访问了二维数组元素;第三个for循环使用指针访问了二维数组元素，因为p是一个指针变量，它的初值是数组的首地址，通过改变偏移量，使指针p指向不同地址，实现了输出数组元素的目的。

首先指针p指向数组array的首地址，就是array［0］［0］的地址，因为数组array是由2行3列组成的，所以3*i+j表示第i行第j列元素对应的偏移量;*(p+3*i+j)表示的就是数组元素array［i］［j］。

【例6．9】统计在array字符串中从a到z的26个小写字母各自出现的次数。

例如:输入字符串"abcdefgabcdeabc"，输出的结果应该是“33322110000000000000000000”。

代码如下:

运行结果如图6-14所示。

图6-14

分析:

cnt函数头行使用字符指针*p接收字符数组s的首地址，函数cnt中使用代码p++改变指针p的指向，使用*p访问字符数组元素。题目很巧妙地使用差值*p－ˊaˊ作为数组元素的下标，代码arr［*p－ˊaˊ］++统计每个小写字母的个数。