关于指针数组与数组指针详解（知识点全面）

1.指针数组

如果一个数组中的所有元素保存的都是指针，那么我们就称它为指针数组。其一般形式为：

数据类型    *数组名[常量表达式][常量表达式]...... ;

它是一个数组，数组的元素都是指针，数组占多少个字节由数组本身的大小决定，每个元素都是一个指针。

 例如：char *arr[]={“Sunday”,“Monday”}，存储了两个指针，第一个指针指向了字符串"Sunday"，第二个指针指向了字符串"Monday"，而sizeof(arr)=8，因为在32位平台，指针类型大小占4个字节。指针数组最重要的用途是对多个字符串进行处理操作，因为字符指针比二维数组更快更有效。

下面是个简单的例子

#include <stdio.h>
int main()
{
    //定义三个整型数组
	int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int b[5] = { 6,4,8,3,1 };
	int c[5] = { 2,5,8,6,1 };
    //定义一个存放指向整型变量的指针的数组arr
    int* arr[] = { a,b,c };
    //通过接引用打印出三个一维数组的元素
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 5; j++)
        {
		    printf("%d ", *(arr[i]+j));
	    }
        printf("\n");
    }
	return 0;
}

 结果如下：

      1 2 3 4 5       6 4 8 3 1       2 5 8 6 1

以上对arr解引用的方式有很多，它们都是等价的，我们来举个例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int a[3][4] = { {1,2,3,4} ,{5,6,7,8} ,{9,10,11,12} };//定义一个二维数组
	int* pa[3];//定义一个指针数组
	for (i = 0; i < 3; i++)//给指针数组赋值
		pa[i] = a[i];
    printf("指针数组的内容为:\n");
	for (i = 0; i < 3; i++)//打印出指针数组的内容
	{
		int j;
		for (j = 0; j < 4; j++)
			printf("%d ", *(*(pa + i) + j));
		printf("\n");
	}
    //以下均为不同方式的解引用操作
    printf("不同解引用操作的结果为:\n");
	printf("%d,%d\n", a[1][1], *(pa[1] + 1));
	printf("%d,%d\n", a[1][1], *(*(pa+1) + 1));
	printf("%d,%d\n", a[1][1], (*(pa + 1))[1]);
	printf("%d,%d\n", a[1][1], pa[1][1]);
    return 0;
}

结果如下所示： 

指针数组的内容为: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 不同解引用操作的结果为: 6,6 6,6 6,6 6,6

从以上例子可看出解引用有多种方式，它们的等价形式如下：

*( pa[i] + j )         //等价于 *( a[i] + j ) *( *(p+i) + j )        //等价于 *( *(a+j) + j ) ( *(p+i) )[ j ]        //等价于( *(a+i) )[ j ] p[ i ][ j ] //等价于 a[i][j]

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补充（1）：指针数组还可以和字符串数组相结合使用，请看下面的例子：

#include <stdio.h>
int main(){
    char *str[3] = {"lirendada","C语言","C Language"};

    printf("%s\n%s\n%s\n", str[0], str[1], str[2]);
    return 0;
}

结果如下：

lirendada c语言 C Language

需要注意的是，字符数组 str 中存放的是字符串的首地址，不是字符串本身，字符串本身位于其他的内存区域，和字符数组是分开的。 也只有当指针数组中每个元素的类型都是char *时，才能像上面那样给指针数组赋值，其他类型不行。

 为了便于理解，可以将上面的字符串数组改成下面的形式，它们都是等价的。

#include <stdio.h>
int main(){
    char *str0 = "lirendada";
    char *str1 = "C语言";
    char *str2 = "C Language";
    char *str[3] = {str0, str1, str2};
    printf("%s\n%s\n%s\n", str[0], str[1], str[2]);
    return 0;
}

补充（2）：二维数组与指针数组的区别

char *p1[]={"lirendada","C","C++"};
char p2[][8]={"liren","C","C++"};

*p1，*(p1+1)，*(p1+2)：所指向的字符串常量是不规则长度的，且sizeof(p1)=12。 p2[0]，p2[1]，p2[2]所指向的字符串都是一定长度的，且sizeof(p2)=24。

 2.数组指针

注：因为数组指针对于一维数组的使用比较尴尬，对于一维数组，建议使用指针数组比较方便，这里只涉及到关于二维数组与数组指针的知识！！！

首先引入二维数组的定义：二维数组在概念上是二维的，有行有列，但在内存中所有的元素都是连续排列的，以下面的二维数组为例：

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

从概念上理解，a的分布就像一个矩阵：

1        2        3        4 5        6        7        8 9       10      11      12

 从内存上理解,整个数组占用一块连续的内存:

 C语言中的二维数组是按行排列的，也就是先存放 a[0] 行，再存放 a[1] 行，最后存放 a[2] 行；每行中的 4 个元素也是依次存放。数组 a 为 int 类型，每个元素占用 4 个字节，整个数组共占用 4×(3×4) = 48 个字节。 C语言允许把一个二维数组分解成多个一维数组来处理。对于数组 a，它可以分解成三个一维数组，即 a[0]、a[1]、a[2]。每一个一维数组又包含了 4 个元素，例如 arr[0] 包含 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。

假设数组a中第0个元素的地址为1000，那么每个一维数组的首地址如下图所示：

 为了更好的理解指针和二维数组的关系，我们先来定义一个指向 a 的指针变量 p：

int (*p)[4] = a ; 

括号中的*表明 p 是一个指针，它指向一个数组，数组的类型为int [4]，这正是 a 所包含的每个一维数组的类型。 []的优先级高于*，()是必须要加的，如果赤裸裸地写作int *p[4]，那么应该理解为int *(p[4])，p 就成了一个指针数组，而不是二维数组指针。

对指针进行加法（减法）运算时，它前进（后退）的步长与它指向的数据类型有关，p 指向的数据类型是int [4]，那么p+1就前进 4×4 = 16 个字节，p-1就后退 16 个字节，这正好是数组 a 所包含的每个一维数组的长度。也就是说，p+1会使得指针指向二维数组的下一行，p-1会使得指针指向数组的上一行。数组名 a 在表达式中也会被转换为和 p 等价的指针！

概念图如以下所示：

 下面我们就来探索一下如何使用指针 p 来访问二维数组中的每个元素。按照上面的定义：

1) p指向数组 a 的开头，也即第 0 行；p+1前进一行，指向第 1 行。

2) *(p+1)表示取地址上的数据，也就是整个第 1 行数据。注意是一行数据，是多个数据，不是第 1 行中的第 0 个元素，下面的运行结果有力地证明了这一点：

#include <stdio.h>
int main(){
    int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };
    int (*p)[4] = a;
    printf("%d\n", sizeof(*(p+1)));
    return 0;
}

运行结果为下面所示：

16

3) *(p+1)+1表示第 1 行第 1 个元素的地址。如何理解呢？ *(p+1)单独使用时表示的是第 1 行数据，放在表达式中会被转换为第 1 行数据的首地址，也就是第 1 行第 0 个元素的地址，因为使用整行数据没有实际的含义，编译器遇到这种情况都会转换为指向该行第 0 个元素的指针；就像一维数组的名字，在定义时或者和 sizeof、& 一起使用时才表示整个数组，出现在表达式中就会被转换为指向数组第 0 个元素的指针

4) *(*(p+1)+1)表示第 1 行第 1 个元素的值。很明显，增加一个 * 表示取地址上的数据。 根据上面的结论，可以很容易推出以下的等价关系：

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

 【实例】使用指针遍历二维数组。

#include <stdio.h>
int main(){
    int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
    int(*p)[4];
    int i,j;
    p=a;
    for(i=0; i<3; i++){
        for(j=0; j<4; j++) printf("%2d  ",*(*(p+i)+j));
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

运行结果：

 0   1   2   3
 4   5   6   7
 8   9  10   11

指针数组和二维数组指针的区别

指针数组和二维数组指针在定义时非常相似，只是括号的位置不同：

1. int *(p1[5]); //指针数组，可以去掉括号直接写作 int *p1[5]；
2. int (*p2)[5];//二维数组指针，不能去掉括号

指针数组和二维数组指针有着本质上的区别：指针数组是一个数组，只是每个元素保存的都是指针，以上面的 p1 为例，在32位环境下它占用 4×5 = 20 个字节的内存。二维数组指针是一个指针，它指向一个二维数组，以上面的 p2 为例，它占用 4 个字节的内存。