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[牛人杂谈]

数组与指针

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稳稳の幸福|  楼主 | 2017-4-26 22:49 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
数组名的含义一维数组
对于
int vector[]={1,2,3,4,5}
数组名vector是数组首元素的地址,但是其代表的是整个数组,也就是说sizeof(vector)是5*sizeof(int)。
首元素有很多种形式,可能是整型或字符型等基本类型,也可能是数组,也即多维数组
二维数组
对于二维数组:
int matrix[2][5]={        {1,2,3,4,5},        {6,7,8,9,10}    }
matrix代表首元素matrix[0]的地址,而首元素matrix[0]是个数组,意味着matrix[0]代表内层数组首元素matrix[0][0]的地址,所以则有: matrix = &matrix[0] , matrix[0] = &matrix[0][0] 进行解引则有:*matrix = matrix[0] = &matrix[0][0] **matrix = *matrix[0] = matrix[0][0]
  • matrix的本质是一个5个元素数组的数组指针,但其代表的是整个二维数组,也就是其大小为10*sizeof(int)
  • matrix[0]的本质是一个5个元素数组char指针,但其代表的是内层一维数组,也就是起大小为5*sizeof(int)
这里看到`matrix,刚开始本人也以为二维指针与二维数组是等价的,后来才发现这个想法是错误的。这里的matrix`是解引操作,跟二维指针没有任何关系。
多维数组与多维指针
  • 二维指针对应的是指针数组,二维数组对应的是数组指针
  • char *pointerArray[]定义的是指针数组
  • char (*arrayPointer)[]定义的是数组指针
  • 下面两个知识点针对的是静态分配情况。动态分配时,一维指针可以对应一维数组,而二维指针可以对应二维数组。
沙发
稳稳の幸福|  楼主 | 2017-4-26 22:50 | 只看该作者
本帖最后由 稳稳の幸福 于 2017-4-27 20:15 编辑

二维指针与指针数组
对于数组
char *titlesPointerArray[]={    "A Tale of Two Cities",    "Wuthering Heights",    "Don Quixote",    "Odyssey",    "Moby-Dick",    "Hamlet",    "Gulliver's Travels"}
这里titlesPointerArray是一个指针数组,titlesPointerArray本身是一个指向数组首元素titlesPointerArray[0]的指针,即titlesPointerArray = &titlesPointerArray[0]。
而titlesPointerArray[0]又是一个指向char的指针,所以可以看到titlesPointerArray是一个指向字符型指针的指针,由此可以看到一个二维指针与指针数组是对应的。
char *titlesPointerArray[]char **titlesPointerArray
是等价的。这也是为什么在main函数中char **argv和char *argv[]都是可以的。
二维指针对于处理字符串数组很有好处,动态性能好。可以不用去人为干涉元素数和各字符长度。
二维数组与数组指针
对于数组
char titlesDimensionArray[][40]={    "The Art of Computer Programming ",    "Python Programming Guide",    "Programming Pearl",    "Computer Network",    "Modern Perl"}
这里titlesDimensionArray是一个二维数组。titlesDimensionArray本身是一个指向数组首元素titlesDimensionArray[0]的指针,即titlesDimensionArray = &titlesDimensionArray[0]。
而与指针数组不同的是,titlesDimensionArray[0]不再是指向char的指针,而是一个指向有40个元素数组的指针。同样,titlesDimensionArray[0]代表这40个元素数组的首元素地址,即titlesDimensionArray[0] = &titlesDimensionArray[0][0]。所以可以看到titlesDimensionArray是一个指向数组的指针。由此可以看到一个二维数组与数组指针是对应的。
char titlesDimensionArray[][]char (*titlesDimensionArray)[]
是等价的。
这里终于可以看懂二维数组的实质了。虽然最终引用时都使用解引**来获取首个元素内容,但这是不同的。还有就是这种形式跟上面相比要指定内层数组的维数。相对来说更浪费空间,动态性能不好。
动态创建数组
鉴于数组与指针相爱相杀,我们还可以使用指针来在堆动态的创建数组。最终使用的时候既可以使用指针,也可以使用数组下标方式。
动态创建的数组由于是在堆上,所以切记要在最后释放内存
一维数组
  • [size=0.85em]int *pv = (int *)malloc(size * sizeof(int))即动态创建了一个数组pv[size]
  • 使用时既可以用pv[0]方式获取内容,也可以使用*(pv+0)来获取内容

使用[size=0.85em]realloc实现变长数组
如果不使用C99标准,那么就不能使用变长数组了,我们只能用realloc函数来实现变长数组。
realloc函数的核心功能就是用新区域替换旧的区域,这样如果新区域大于旧区域,便可实现空间的扩大,同时返回区域指针。我们可以根据这个思路来实现变长数组。
二维数据
  • 既然是二维,为了确定空间大小,我们使用[size=0.85em]rows(外层)[size=0.85em]columns(内层)的概念来确定整体分配空间大小。总之总大小应该是[size=0.85em]sizeof(rows * columns)
  • 使用二维数组定义时,空间是连续分配的,而使用动态分配时,内存可连续,也可能不连续,需要要人为来控制。
  • 连续的空间存取速度快,但是空间利用率不高。而动态不连续的内存,空间利用率相对高些。这就是数据结构中静态链表和动态链表的优缺点的本质原因。
  • 进行动态分配时,指针维数与数组维数是对应的。

分配可能不连续的内存
[size=0.85em]//定义一个二维指针并分配外层(rows)空间int **matrix = (int **)malloc(rows * sizeof(int *));for(i=0; i<rows; ++i)    *(matrix+i) = (int *)malloc(columns * sizeof(int));
两层均使用动态进行空间分配,内存区域可能连续,也可能不连续。
分配可能连续的内存
[size=0.85em]//定义一个二维指针并分配外层(rows)空间int **matrix = (int **)malloc(rows * sizeof(int *));//在第二层分配时,先一次性规划处整个空间,然后再按行切分*matrix = (int *)malloc(rows * columns * sizeof(int));for(i=0; i<rows; ++i)    *(matrix+i) = (*matrix)+(columns*i);
由于分配内层时使用了整体分配,所以空间是连续的,只需要按行切分即可
函数中数组的传递一维数组的传递
在函数参数传递一维数组时,形参可以使用两种方式,以整型为例 void function(int array[], ...),或者 void function(int *a, ...) 这两种方式都是可以的,在函数体内部,既可以使用数组形式,也可以使用指针形式。
  • 对于实参,必须是[size=0.85em]指向整型的指针,例:int vector=[]function(vector, ...)二维数组的传递
  • 对于二维数组的传递,要确定好形参的使用方式,是使用[size=0.85em]数组指针(二维数组),还是[size=0.85em]指针数组(二维指针)
  • 传递二维数组时,一定要对应好形参和实参。
    • 如果形参使用[size=0.85em]数组指针(二维数组)。那么实参必须是一个[size=0.85em]指向数组的指针
    • 如果形参使用[size=0.85em]指针数组(二维指针),那么实参必须是一个[size=0.85em]指向指针的指针


其他
  • 对多维数组仅可省略最左侧一维的的大小。
  • 指针类型与解引操作是不同的
  • 二维以上的数组或指针相对难理解,尽量少使用
  • 变长数组的支持和利用复合字面量(composite literal)实现不规则数组和指针是C99新增特性,目前不考虑使用
  • 数组和指针还是有区别的。数据名是右值(常量),而使用指针定义的数据,指针是左值(变量)
  • 求一维数组的大小可以使用index = sizeof(vector)/sizeof(int)


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板凳
xixi2017| | 2017-4-27 20:11 | 只看该作者
连续定义的两个变量在空间中存储的位置通常也是连续的。

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地板
huangcunxiake| | 2017-4-27 21:54 | 只看该作者
这个不是很懂,需要查查资料学习学习。

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