数组与指针

Posted 2021-01-24 wshl

序：天气逐渐转冷了，各位IT界的朋友，注意保暖，爱惜自己身体~~

 

最近在浏览某篇博文的时候，看到了大概两年前看到过的一个问题，是一个面试题，因为两年前那时候没有搞懂，所以当时也没有过多地纠结，最近再次看到这个问题，颇有感慨，因此，就结合自己最近两年左右的经验，简单总结一下。

 

面试题大概是这样：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        int numbers[4] = {10, 20, 30, 40};
        int *p = (int *)(&numbers + 1);
        NSLog(@"%d", *(p - 1));

}

// 请问打印结果。

 

换作在两年前，我看到这种问题，连吃午饭的胃口都没有了。。。。

但是现在再重新来看这个问题，虽然需要经过一点时间的思考，但还是可以得出正确结果为40。

 

下面咱们就一步一步来整理一下：

首先来看

// numbers数组装有4个int类型的元素，由于一个int类型占4个字节，因此，numbers数组总共占有16个字节。
int numbers[4] = {10, 20, 30, 40};

然后，咱们来打印一下内存地址

// 数组的内存地址、数组中第一个元素的内存地址，这二者其实是同一个值，如下：
NSLog(@"%p", numbers); // 这种写法是在获取 数组的内存地址，也叫做数组名
NSLog(@"%p", &numbers[0]); // 这种写法是在获取 数组中第一个元素的的内存地址

紧接着，咱们来定义一个指针

int *p; // 这种写法，代表p将要指向int类型的数据

然后给它赋值

p = &numbers[0]; // 这种写法，表示p指向了数组中第一个元素的内存地址。即指向第一个元素所占用的4个字节(因为int为4个字节)

这里，p只会存储4个字节中的第一个字节(下面的打印就可以验证)，这就是int的意义所在，因为已经提前声明了p是指向int类型的数据，因此只要根据p存储的

那个字节，依次按序往下再算3个字节，那么这4个字节就是p所指向的这个数据所占用的内存。同理double、float、long。

NSLog(@"%p", p); 

咱们再来看p 和 p + 1的结果比较

NSLog(@"%p", p); // 0x7ffeefbff590
NSLog(@"%p", p + 1); // 0x7ffeefbff594

结果显示，p + 1增加了4。

其实，可以简单的推出一个结论：

// 指针数据 + 1，表示当前指针指向的地址值 + 指向类型所占用的字节数(如下打印验证)。
因此，可以推导出：
指针p + n 表示 p指向的地址值 + n * p指向的类型所占用的字节数。

同理，亦可得出：
指针p + n 表示 p指向的地址值 - n * p指向的类型所占用的字节数。

紧接着，再来看下面这种写法表达的意思

NSLog(@"%d", *p);

这种写法，结果为指针p指向的数据的值(结果为10，因为p指向的是第一个元素)。

 

上面提到，由于数组名(数组的内存地址)其实就是数组中第一个元素的内存地址，因此，数组名的另外一层含义即为：数组中第一个元素的内存指针。所以，下面

这种写法所得到的结果，就是数组中第一个元素的值。

NSLog(@"%d", *numbers); // 10

再来几句代码比较一下就会更加有理解

NSLog(@"%d", *(&numbers[0])); // 10
NSLog(@"%d", *(&numbers[0] + 1)); // 20
NSLog(@"%d", *(&numbers[0] + 2)); // 30
NSLog(@"%d", *(&numbers[0] + 3)); // 40

说到这里，其实可以得出一个常识：&a就代表一个指针。上面用到的&numbers[0]其实就是一个指针，只不过为了简单化，所以用p代替了。

 

刚才也说了，数组名的意义，其实就是&numbers[0]，即指向数组中第一个元素的指针。那么顾名思义，&numbers的意义即为：指向这个数组的指针。看如下打

印：

 

NSLog(@"%p", &numbers); // 0x7ffeefbff590

NSLog(@"%p", numbers); // 0x7ffeefbff590

 

不难看出，&numbers的打印结果同numbers，其实就是数组中第一个元素的内存地址，也为数组的内存地址。那么看一下&numbers + 1得到的结果是否遵循刚

才得出的结论：

NSLog(@"%p", &numbers);
NSLog(@"%p", &numbers + 1);

根据结果可以看出，&numbers + 1得到的地址也遵循之前的结论，因为&numbers指针指向的数据类型所占用的位数是16(numbers数组中存有4个int类型)，因此&numbers + 1的结果就增加了16。

 

通过上面一连串的规整，那么再回到文章一开始列出的面试题，就不难得到正确答案是40了。

有兴趣的童鞋可以再尝试练习一下二维、甚至三维数组，可以进一步加深理解。