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  • 指针数组、数组指针——用指针访问数组方法总结

    万次阅读 多人点赞 2019-01-14 09:51:11
    2.通过指针访问数组 2.1 通过指针访问一维数组 2.2 通过指针访问二维数组 2.2.1 指向元素的指针 2.2.2 指向每一行的指针(指针数组方式) 2.2.3 指向整个数组的指针(数组指针方式) 3 总结 1.数组元素的访问...

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    1.数组元素的访问

    2.通过指针访问数组

    2.1 通过指针访问一维数组

    2.2 通过指针访问二维数组

    2.2.1 指向元素的指针

    2.2.2 指向每一行的指针(指针数组方式)

    2.2.3 指向整个数组的指针(数组指针方式)

    3 总结


    1.数组元素的访问

           数组中的各元素在内存中是连续分布的,要想访问数组中某一元素,那么就必须知道其地址

           在一维数组中,数组A的元素A[i]的地址&A[i]=A+L*i,其中A为数组的标识符(数组名),也可以用A来代表数组的首地址,L为数组A的数据类型,由此可见,对于一维数组,只需要知道数据类型大小和索引i,就可以知道A[i]的地址,从而就可以访问A[i]了,这也是为什么一维数组的定义可以不指定数组大小,也不会妨碍数组元素的访问

           二维数组,实际上也是一维数组,只不过这个一维数组的每个元素都是一个一维数组。因此,将二维数组的每一行看做一个元素,很容易可以知道二维数组中各元素在内存中是按行优先进行连续存储的,如定义数组A[3][4],那么它在内存中的存储情况如下:

                

            由此也可得到二维数组中元素A[i][j]的地址为&A[i][j]=A+L*(C*i+j),其中A为二维数组A的标识符(数组名),也就是数组的首地址,L为数组元素的数据类型,C为二维数组的列数。由此可见,要知道二维数组中某一元素的地址,就必须知道数据类型大小以及二维数组的列数,这样最终才能实现对二维数组元素的访问,这也是为什么二维数组的定义必须指定列数


    2.通过指针访问数组

           在理解访问数组的指针之前,我们不得不先理解另一个问题:如果定义一个数组A,按前面所说,A就是数组第一个元素的首地址,那么A+1是什么意思呢?我在第一次遇到这个问题的时候,第一反应是A既然表示的是地址,那么A+1自然就是地址+1了呀!然而事实并非如此,我们先来做个测试如图所示:

                                              

           根据测试可知,a+1并非就是a数值上加1,a+2也并非是a数值上加上2,他们实际上两两之间加的是4,即是sizeof(int),而*a=a[0]=1,*(a+1)=a[1]=2.....由此可以知道,a+i实际上就是a的第i个元素的地址,这与前面&A[i]的地址计算是相匹配的。

           而对于二维数组来说,道理其实是一样的,不过二维数组的元素A[0]表示第一行,A[1]表示第二行......因此,二维数组中A是数组的首地址,也就是第0行A[0]的行首地址,A+1就是第1行A[1]的行首地址,.....,A+i就是第i行A[i]的行首地址了....

          

    2.1 通过指针访问一维数组

     一维数组指针的定义方式如下:

    int a[4]={1,2,3,4};
    int *p=a;

           这里定义了一个指针变量p,它指向一个整型变量,而a实际上也就是a的第一个元素a[0]的地址,因此p就指向了数组的第一个元素a[0]。 那么p+1等于什么呢?实际上,p+1在数值上也就等于a+1,因此,p+1其实就是a[1]的地址,p+i就是a[i]的地址,这样,就可以通过*(p+i)来访问a[i]的值了。如图所示:

                                               

          由此可以得出,对于一维数组的数组指针p,数组名p实际上是指向数组第一个元素的指针,即p为int *类型,由于其指向int型数据,因此(p+i)就相当于在p的基础上偏移了i*sizeof(int)的地址大小,就等于数组第i个元素的地址(i=0,1,2....)。

    2.2 通过指针访问二维数组

    2.2.1 指向元素的指针

            这种办法可以说是最直接的办法了,定义方式如下:

    int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
    int *p=&a[0][0];

            在这种定义方式下,对于数组元素的访问就需要一个个元素往后推,结合本文开头所说的,二维数组是按行优先存储的,第i行第j列元素实际上是整个二维数组中的第i*c+j个元素,其中c为二维数组的列数,相对于第一个元素,第i*c+j个元素的地址偏移量为4*(i*c+j),而由于p为int指针,p+x的地址偏移量为p+4*x,因此a[i][j]=*(p+i*c+j)

    2.2.2 指向每一行的指针(指针数组方式)

            这种方式是定义指针来指向二维数组的某一行,定义方式如下:

    int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
    int *p=a[0];

           这里可能会有些迷惑了,为什么这里的指针变量p是指向的a[0]呢?而不能让p指向a呢?

           实际上,前面说过,二维数组实际上是一维数组中每个元素都为一个一维数组,那么此时定义了a[3][4],a代表什么呢?一定要知道,不管数组a是几维的,它实际上都是一维的,a一定是数组第一个元素的地址,这里的第一个元素是指的将n维数组看做一维数组后的第一个元素。因此,在a[3][4]中,将a看做一维数组后它的每一个元素实际上是每一行,因此如果让指针变量p指向a,就相当于让p指向第0行,而这里的第0行并不是整形变量,因此不能让p指向a;

           而如果让p指向a[0],实际上就相当于指向a[0]的第一个元素,也就是a[0][0]了,此时的a[0][0]是整形变量,因此让p指向a[0]是可以的,当然,也可以让p指向a[1]、a[2].....如果让p指向第i行,那么此时的p+j就相当于是一维数组中第j个元素的地址了,即p+j就指向了a[i][j]。

           这样看来,对于有r行的二维数组,就需要定义r个指针指向每一行,这样其实就可以定义一个装有r个指针的数组,其中每一个指针分别指向二维数组的每一行,定义方式如下:

    int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
    int *p[3];
    
    for(int i=0;i<3;i++)p[i]=a[i];

           在这种定义方式下,p[i]即指向数组的第i行,也就是a[i][0],知道了a[i][0]的地址,要想访问a[i][j],地址即是a[i][0]+4*j,这里由于p[i]是int型的指针变量,因此刚好就等于p[i]+j,即a[i][j]=*(p[i]+j)。这就是一种定义指向二维数组的指针的方式,这里的p是以指针作为元素的数组,也就是指针数组

           值得注意的是,这种方法必须知道二维数组的行数

    2.2.3 指向整个数组的指针(数组指针方式)

           这种方式是定义指针来指向整个数组,定义方式如下:

    int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
    int (*p)[4]=a;

           那么这里的p是什么意思呢?如果看不懂(*p)[4],那就把*p用b去替换掉,就成了b[4],这里的b就很明显了,就是一个有4个元素的数组的首地址,那么这里的p的含义也就不难得出了:指向一个有四个元素的数组的首地址,尤其需要注意的是,这里p是指向首地址,并非就是首地址,*p才是首地址,也就是指向第一个元素,因此这里的p也就是指向指针的指针。在int (*p)[4]=a中,p就是指向了第一个含四个元素的数组的首地址,也就是p指向a的首地址也就是a[0],*p指向a[0]的首地址也就是a[0][0],要访问a[0][0],就就是*(*p)了;

           既然p是指向一个有四个元素的数组首地址的指针,那么p+i呢?*p+i呢?要分析清楚这个问题,我们还是参考b[4],前面说过,这里的p是指向首地址的指针,因此p+i就对应了&b+i,因此p+i就指向了&b+i所在的位置;*p是b的首地址,指向b的第一个元素,*p+i就对应了b+i,因此*p+i就指向了b+i所在的位置。

           对于p+i,我们来看看&b+i和&b之间偏移了多少:

                                     

          可以看到,&b+1偏移了16个字节,&b+2偏移了32个字节,而16个字节刚好就是数组b的大小,因此&b+i实际上偏移的地址为i*sizeof(b)=i*c*sizeof(int)。也就是说p+i会跳过整个包含四个整型元素的数组指向下一个包含四个元素的数组,回到a[3][4]中,p指向的是a[0],那么p+1就指向a[1],p+i就指向a[i]了,因此,p+i偏移i个b数组大小的地址,也就是指向二维数组的第i行。

            而对于*p+i,就比较简单了,可以看做*p=b,那么*p+i也就是b+i,即是第i个元素的地址,因此也可得出*p+i指向当前有四个元素的数组的第i个元素

           好了,那么我们要是想访问数组中的a[i][j]怎么办呢?前面说过,要访问数组中的元素,必须先得到其地址,对于a[i][j],它是a数组中第i行的子数组中的第j个元素,综合上面分析的,p+i即指向了数组a的第i行,*(p+i)就是该行的首地址,也就是指向了a[i][0],而对于a[i]这个一维数组的第j个元素当然就是a[i]+j,也就是*(p+i)+j了,因此,a[i][j]的地址就是*(p+i)+j,a[i][j]=*(*(p+i)+j)

    3 总结

          综合以上分析,总结一下用指针访问数组元素的方法(以数组a为例):

     

     

    一维数组a[ ]

                                       二维数组a[R ][ C ]

    定义方式

    T *p=a;

    T *p=&a[m][n];

    T *p[R];

    p[m]=a[m];

    (m=0,1..R-1)

     T (*p)[C]=a;

    访问方式

    a[i]=*(p+i)

    a[i][j]=*(p+(i-m)*C+(j-n))

    a[i][j]=*(p[i]+j);

    a[i][j]=*(*(p+i)+j)

     

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  • 结构体指针访问成员

    千次阅读 2018-09-18 20:45:25
    /结构体指针访问成员/ #include&lt;stdio.h&gt; struct Student { int num; char name[20]; float score; }; int main() { //1. //该种方法用指针指向一个结构体,使用时p-&gt;成员名 /struct Student ...

    /结构体指针访问成员/
    #include<stdio.h>
    struct Student
    {
    int num;
    char name[20];
    float score;
    };
    int main()
    {
    //1.
    //该种方法用指针指向一个结构体,使用时p->成员名
    /struct Student p;
    struct Student stu1={001,“zb”,90.5};
    p=&stu1;
    printf(“学号\t姓名\t分数\n”);
    printf("%d\t%s\t%0.1f\n",p->num,p->name,p->score);*/

    //2.该种方法是定义一个指针变量,只指向一个struct Student的结构体
    /*
    struct Student* p;	
    struct Student stu={001,"zhao",90.5};
    p=&stu;	
    printf("学号\t姓名\t分数\n");
    printf("%d\t%s\t%0.1f\n",(*p).num,(*p).name,(*p).score);*/
    
    //3.该种方法定义了一个指针变量,定义了一个结构体数组,
    //然后用for循环,使指针移动,注意该处是用指针访问每一个结构体变量
    //的值——(*p).成员名
    int i;
    struct Student* p;
    struct Student stu[2]={{001,"zhao",90.5},{002,"qam",95.5}};	
    printf("学号\t姓名\t分数\n");
    for(p=stu;p<stu+2;p++)
    {	
    	printf("%d\t%s\t%0.1f\n",(*p).num,(*p).name,(*p).score);
    }
    //4.
    //该种方法直接用结构体变量引用,使用时——结构体变量.成员名
    //struct Student stu1={001,"zb",90.5};
    //printf("学号\t姓名\t分数\n");
    //printf("%d\t%s\t%0.1f\n",stu1.num,stu1.name,stu1.score);
    getchar();
    return 0;
    

    }

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  • 指针访问数组元素 指针的运算本身就是适合对连续的数据进行处理,而数组正好满足这一要求。所以这一节研究如何使用指针访问数组元素。 首先我们举个例子 int a[10],*p;//定义一个数组和一个指针变量p p=a;//或者p=&...

    指针访问数组元素

    指针的运算本身就是适合对连续的数据进行处理,而数组正好满足这一要求。所以这一节研究如何使用指针访问数组元素。
    首先我们举个例子

    int a[10],*p;//定义一个数组和一个指针变量p
    p=a;//或者p=&a[0];这两句话的意思都是将数组a的首地址赋值给p
    

    等效形式

    *p就是a[0],是寻址运算符,就是找到p变量中保存的地址里面的内容,即数组a的第一个元素。
    同理
    (p+i)就是找到对应数组中的第i个元素a[i]。
    与此同时 *(a+i)和p[i]也都代表相同的含义。
    总结一下便是 *(指针+i) = *(数组名+i) = 数组名[i] = 指针变量名[i]
    数组名a是数组的首地址,是一个常量,所以不能进行自加自减运算。

    指针数组

    数组的每个元素都是指针变量,这个数组就是指针数组。
    语法形式

    数据类型 *数组名[下标表达式];
    

    下标表达式指出数组元素的个数,数据类型表示指针的类型,数组名是指针数组的名称也是数组的首地址。
    例例用指针数组输出单位矩阵

    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	int line1[] = { 1,0,0 };
    	int line2[] = { 0,1,0 };
    	int line3[] = { 0,0,1 };
    	int* pline[3] = { line1,line2,line3 };
    	for (int i = 0; i < 3; i++)
    	{
    		for (int j = 0; j < 3; j++)
    			cout << pline[i][j] << " ";
    		cout << endl;
    	}
    	return 0;
    }
    

    将三个一维数组的数组名作为指针数组的元素,完成了指针数组的初始化,每个元素分别指向矩阵的一行。
    pline[i][j]并不是二维数组而是一维指针数组,前面的pline[i]是指针名,后面的[j]就是对应的元素。(具体看上面的等价方式)。在内存中的存储方式也是不相同的二维数组的元素在内存中是连续的一行接一行,而指针数组在内存中是每行的元素是连续的,但是行与行之间没有关系。
    虽然二维数组和指针数组存在本质的差异,但是还是可以通过指针数组对二维数组进行访问。
    例 二维数组举例

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
    	int array2[3][3]= { { 11, 12, 13 }, { 21, 22, 23 }, { 31, 32, 33 } };
    	for(int i = 0; i < 3; i++) {
    		for(int j = 0; j < 3; j++)
    			cout << *(*(array2 + i) + j) << " ";	//逐个输出二维数组第i行元素值
    		cout << endl;
    	}
    	return 0;
    }
    
    

    通过数组元素的地址可以输出二维数组元素,使用*(*(arry2+i)+j)这就是arry2数组的第i行第j列元素,对应下标是arry2[i][j].

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  • 数组的下标引用和指针访问 在正式开始介绍多维指针和多维数组之前,笔者要先介绍一些关于数组下标引用和指针访问的相关内容。了解这些内容,会更加有助于我们理解后面的多维指针和多维数组。 1.以下标引用的方式...

    前言:在上一篇文章中,笔者介绍了指针和数组的内存分配以及初始化,这篇文章来整理下关于数组访问的两种方式。

    数组的下标引用和指针访问

    在正式开始介绍多维指针和多维数组之前,笔者要先介绍一些关于数组下标引用和指针访问的相关内容。了解这些内容,会更加有助于我们理解后面的多维指针和多维数组。


    1.以下标引用的方式访问数组

    在使用数组的场合中,我们常见的一种访问方法是使用下标访问数组元素,如:array[2] = 1,此语句是将该数组的第三个元素赋值为1.[ ]符号中的数字可以认为是在数组基地址上的偏移量,可以通过改变这个偏移量来访问整个数组。

    2.以指针访问的方式访问数组

    除了使用偏移量的方法,我们还可以使用指针的方法来访问数组,即间接引用的方式。如:*(array+2) = 1,同上面的代码一样,也是对该数组的第三个元素进行赋值。


    3.下标引用和指针访问的执行效率问题

    对于这两种不同的访问数组的方式,它们的执行效率也不同,在这里先给出结论指针访问的效率 >= 下标引用的效率。接下来我们来说说,为什么使用指针进行间接访问的效率会优于小标引用的效率。

    • 下标引用的效率
      现在假设有如下代码,执行对整个数组的初始化过程:
    int array[10];
    for(int i = 0;i < 10;i++)
    {
       array[i] = 0;
    }

    在这里我们还是假设编译器中int类型占4个字节,在执行array[i] = 0时,编译器会将其转化为类似*(array + (i*4)) = 0形式。在整个执行10次的循环中,意味着也进行了10次乘法运算操作和10次加法运算操作。

    • 指针访问的效率
      假设有如下代码,执行对整个数组的初始化过程:
    int array[10];
    for(int *ptr = array; ptr < array+10; ptr++)
    {
       *ptr = 0;
    }

    这里是将指针一开始指向数组首地址,然后每次向后移动一个数组元素,这里是每次移动4个字节,即每次对指针地址+4。在整个过程中只进行了10次加法运算。同上对比可得,对于数组操作来说,指针访问的效率是优于下标引用的。


    4.下标引用和指针访问的优先级问题

    关于这个问题,笔者还是先给出结论,再举例进行阐述。
    结论:下标引用优先级 > 指针访问优先级。
    假设我们现在有以下两个数组的声明:

    int *array1[10];
    int (*array2)[10];

    关于上述声明,乍一看很容易混淆,但其实这只是一个关于结合优先级的问题。在看这些声明时,需要记住下标优先级高于指针*,并且如果出现了( ),那么它的优先级一定是最高的

    • int *array1[10]
      在*和[ ]同时出现的时候,我们先结合优先级高的[ ]来看,即它先声明了一个含有10个元素的数组array1,然后将剩下的int *组合,可以知道这个数组里面的每个元素,都是一个指向整型类型的指针变量。也就是说,这是一个含有10个指针变量的指针数组

    • int (*array2)[10]
      这里的声明中出现了( ),由于( )的优先级最高,所以我们先看(*array2),即array2是一个指向某种类型的指针变量。再结合剩下的int [10],可以知道这个指针变量指向的数据类型是含有10个元素的整型数组。也就是说,这是一个数组指针,指向一个10元素整型数组。


    总结:关于数组的下标引用和指针访问,可以根据需要效率和可读性选择不同的方式,使用指针效率固然会得到提高,但在复杂场景中,会牺牲代码可读性。关于声明指针数组还是数组指针,可以根据*和 []的优先级进行需求组合。

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    #include"stdio.h" struct student{ int code; char name[10]; char sex[3]; int age; }stu; main(){ struct student stus[4]; int i; struct student *s; for(i=0;i;i++){
  • 指针与数组--指针访问与下标访问

    千次阅读 2013-05-10 12:04:20
    指针与数组下标访问与指针访问的区别如下:   char *p="abcde"; char a[5]={1,2,3,4,5}; printf(" p+4 = 0x%p,*(p+4) = 0x%x\n",p+4,*(p+4)); printf("&p[4] = 0x%p, p[4] = 0x%x\n",&p[4],p[4]); printf(" ...
  • 所以当我尝试用二级指针访问二维数组时,就经常会出错。下面就是刚开始写的一个错误的程序: #include int main() {   int iArray[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};   int **pArray =
  • 通过指针访问一维数组,二维数组,多维数组 */ #include const int COLS=3; const int COUNT=4; //通过一级指针,计算偏移量来遍历一维数组 void printSingleDimensionalArray(int *data,int data_len); //通过一...
  • 在这儿值介绍二维数组元素的访问方式,三维、四维……的与之类似。...//1、一维数组元素的下标引用与指针访问 int main() { int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 }; printf("%d\n"
  • 指针访问与数组访问的效率分析

    千次阅读 2011-09-05 09:49:27
    很多人都知道指针访问比数组访问效率高, 但很少人明白其中的原理, 这篇文章从汇编级别上分析一下原因. 我用一个"reverse"函数来作为例子, 分别用指针和数组的形式来实现这个函数. //指针访问 void reverse(cha

空空如也

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指针访问