linux c数组和指针(详解)

指针是c语言中最重要的同时也是最难掌握的，因为数组跟指针息息相关，所以放在一起讲解。

//声明数组
int arr[3];
int arr[3] = {1,2,3};

#非字符串
char str_arr = {'f','r','e','e','c','l','s'};

#字符串
char str = {'f','r','e','e','c','l','s',''};

//由编译器自动指定数组大小
int arr[] = {1,2,3}

//多维数组
int arr[2][2] = {{1,2}, {3,4}}

数组变量名本身就是数组的地址，数组跟指针的关系很密切

int arr[] = {1,2,3}
//数组的地址等于数组第一个元素的地址
//这两者都是常量，不能改变，如果想改变可以赋值给一个指针，然后改变该指针的值
arr == &arr[0]

//数组名可以表示指针名，反之亦然
int *ptr = arr
ptr[0] == arr[0]

//当作为函数形参时，int [], int *是一样的

//相同的地址
arr + 2 == &arr[2]

//相同的值
*(arr + 2) == arr[2]

//第1个元素值加2，因为*的优先级高于+
*arr + 2

指针的加减会根据指针类型的存储单元倍数移动
下面的例子中：
int型指针+1实际上指针位置移动了4(我的centos7 64位int占4个字节)
long型指针+1实际上指针位置移动了8(我的centos7 64位long占8个字节)

#include <stdio.h>

int main(){
    int arr[3] = {1,2,3};
    long arr_l[3] = {1,2,3};
    
    int *ptr = arr;
    long *ptr_l = arr_l;
    
    //0x7ffd89358850 0x7ffd89358854
    printf("%p %p
", ptr, ptr+1);
    
    //0x7ffea17892d0 0x7ffea17892d8
    printf("%p %p
", ptr_l, ptr_l+1);
}

指针求差，比较：
2个指针必须在同一个数组里，差值就是他们之间相差几个存储单元

#include <stdio.h>
int main(){
    int arr[6] = {1,2,3,4,5,6};
    int *ptr_1 = &arr[2];
    int *ptr_2 = &arr[4];
    
    //2    -2
    printf("%d %d
", ptr_2 - ptr_1, ptr_1 - ptr_2);
    
    //1    0
    printf("%d %d
", ptr_2 > ptr_1, ptr_2 < ptr_1);
    
    //相加直接报错
    //printf("%d %d
", ptr_2 + ptr_1, ptr_1 + ptr_2);
    
}

解引用未初始化的指针

int *pt;
*pt = 5;    //严重错误

因为创建一个指针时系统只分配了储存指针本身的内存，并未分配存储数据的内存。

进阶例子

#include <stdio.h>

int main(){
    int arr[6] = {1,2,3,4,5,6};
    int *ptr = arr;
    
    int total = 0;
    
    //结合律优先级相同的从右往左
    //所以右边的ptr指针先++再求值，所以ptr已经指向数组第二个值
    //而total是先加上ptr指向的值，然后ptr++
    total += *ptr++;
    /*等同于
        total = total + *ptr
        ptr++;
    */
    printf("%d %d", total, *ptr);   //1    2
    
    
    total += *++ptr;
    /*等同于
        total = total + *(ptr+1)
        ptr++;
    */
    printf("%d %d", total, *ptr);   //4    3
}

备注：有关优先级的操作尽量使用括号，免得影响代码阅读

指针和数组

int arr[2][2] = {{1,2}, {3,4}};

1.arr是数组首元素的地址，二维数组的首元素是arr[0](是arr[0][0]的地址)，所以*(arr[0])就是arr[0][0]。

2.*arr代表数组首元素(arr[0])的值，而arr[0]是一个数组，数组本身是地址，所以*arr == &arr[0][0]。

3.**arr与*&arr[0][0]等价

简而言之，arr是地址的地址，要解引用2次才能得到原始值，地址的地址就是指针的指针，数组维度越大，就越复杂，这就是为啥指针那么难理解的原因。

#include <stdio.h>
int main(){
    int arr[3][3] = {{1,2,3}, {3,4,5}};
    
    //0x7ffd6688d660 0x7ffd6688d660 0x7ffd6688d660 0x7ffd6688d660
    printf("%p %p %p %p
", arr, arr[0], &arr[0], &arr[0][0]);
    
    //0x7ffd6688d668 0x7ffd6688d664 0x7ffd6688d668 0x7ffd6688d664
    printf("%p %p %p %p
", arr+1, arr[0]+1, &arr[0]+1, &arr[0][0]+1);
}

arr                    一个指向第一个数组的指针(数组指针，也就是指针的指针)
arr+1                由于arr是数组指针存储单元为数组大小，所以会往后移动一个数组，即&arr[1]

*(arr+1)            第二个数组的值即&arr[1][0]

*(arr+1)+1        即&arr[1][1]

*(*(arr+1) + 1)    即arr[1][1]

#include <stdio.h>
int main(){
    int arr[3][3] = {{1,2,3}, {3,4,5}};
    
    //0x7ffe4c7472b0 0x7ffe4c7472bc 0x7ffe4c7472bc 0x7ffe4c7472c0 4
    printf("%p %p %p %p %d
", arr, arr+1, *(arr+1), *(arr+1) + 1, *(*(arr+1) +1 ) );
    
    //0x7ffe4c7472b0 0x7ffe4c7472bc 0x7ffe4c7472bc 0x7ffe4c7472c0 4
    printf("%p %p %p %p %d
", arr, &arr[1], &arr[1][0], &arr[1][1], arr[1][1] );
}

再来看下面2个声明的区别，它们都是指针的指针
一个是指针(可以改变自己，比如说自增)
一个是指针数组(不能改变自己)

int (* ptr)[2];

声明了1个指针ptr，它指向了一个数组，该数组包含2个int值。

int * pax[2];

声明了一个指针数组pax，它里面包含2个int型指针。

例子

#include <stdio.h>
int main(){
    int (*ptr)[2];
    int arr[2][2] = {{1,2}, {3,4}};
    
    ptr = &arr[0];
    
    //1    2
    printf("%d %d
", ptr[0][0], ptr[0][1]);
    printf("%d
", **(++ptr));      //3
    
    int * pax[2];
    
    pax[0] = arr[0];
    pax[1] = arr[1];
    
    //1    2
    printf("%d %d
", pax[0][0], pax[0][1]);
    
    //报错因为pax为数组变量，不能改变自己
    printf("%d %d
", **(++pax));
}