【C】 32_数组指针和指针数组分析

思考： 下面这些声明合法吗？

int array[5];
int matrix[3][3];
int* pa = array;
int* pm = matrix;

问题： array 代表数组首元素的地址，那么 matrix 代表什么？ array 和 &array 的地址值相同，但意义不同，那么它们所代表的类型相同吗？

数组类型

• C 语言中的数组有自己特定的类型
• 数组的类型由元素类型和数组大小共同决定

例： int array[5] 的类型为 int[5]

定义数组类型

• C 语言中通过 typedef 为数组类型重命名
  typedef type(name)[size]

数组类型：
typedef int(AINT5)[5]
typedef float(AFLOAT10)[10]

数组定义：
AINT5 iArray
AFLOAT10 iFloat

数组指针

• 数组指针用于指向一个数组
• 数组名是数组首元素的其实地址，但不是数组的其实地址
• 通过取地址符 & 作用于数组名可以得到数组的起始地址
• 可通过数组类型定义数组指针： ArrayType* pointer;
• 也可以直接定义： type(*pointer)[n];

pointer 为数组指针变量
type 为指向的数组的元素类型
n 为指向的数组的大小

实例分析： 数组类型和数组指针

#include <stdio.h>

typedef int(AINT5)[5];
typedef float(AFLOAT10)[10];
typedef char(ACHAR9)[9];

int main()
{
    AINT5 a1;
    float fArray[10];
    AFLOAT10* pf = &fArray;
    ACHAR9 cArray;
    
    char(*pc)[9] = &cArray;
    char(*pcw)[4] = cArray;
    
    int i = 0;
    
    printf("%d, %d\n", sizeof(AINT5), sizeof(a1));
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        (*pf)[i] = i;
    }
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        printf("%f\n", fArray[i]);  
    }
    
    printf("%p, %p, %p\n", &cArray, pc+1, pcw + 1);
    
    return 0;
}

编译输出：
char(*pcw)[4] = cArray; ==> warning: initialization from incompatible pointer type

运行输出：
20, 20
0.000000
1.000000
2.000000
3.000000
4.000000
5.000000
6.000000
7.000000
8.000000
9.000000
0xbff4e833, 0xbff4e83c, 0xbff4e837

分析：
char(*pcw)[4] = cArray; 数组指针类型使用 char 类型指针初始化，编译器告警

(*pf)[i] = i; ==> fArray[i] = i;

pc+1 = (unsigned int)pc + sizeof(*pc) = (unsigned int)pc + 9
pcw + 1 = (unsigned int)pcw + sizeof(*pcw) = (unsigned int)pcw + 4

指针数组

• 指针数组是一个普通的数组
• 指针数组中每个元素为一个指针
• 指针数组的定义： type* pArray[n];

type* 为数组中每个元素的类型
pArray 为数组名
n 为数组大小

实例分析： 指针数组的应用

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define DIM(a) (sizeof(a) / sizeof(*a))

int lookup_keyword(const char* key, const char* table[], const int size)
{
    int ret = -1;
    
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<size; i++)
    {
        if( strcmp(key, table[i]) == 0 )
        {
            ret = i;
            break;
        }
    }
    
    return ret;
}

int main()
{
    const char* keyword[] = {
        "do",
        "for",
        "if",
        "register",
        "return",
        "switch",
        "while",
        "case",
        "static"
    };

    printf("%d\n", lookup_keyword("return", keyword, DIM(keyword)));
    printf("%d\n", lookup_keyword("main", keyword, DIM(keyword)));

    return 0;
}

输出：
4
-1

分析：
当数组作为参数是，会退化为指针，因此
int lookup_keyword(const char* key, const char* table[], const int size)
<==>
int lookup_keyword(const char* key, const char** table, const int size)
但这样是不直观的，降低了程序的可读性

小结

• 数组的类型由元素类型和数组大小共同决定
• 数组指针是一个指针，指向对应类型的数组
• 指针数组是一个数组，其中每个元素都为指针
• 数组指针遵循指针运算法则
• 指针数组拥有 C 语言数组的各种特性

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！