第27课 数组的本质分析

Posted 2020-07-02

1. 数组的概念

（1）数组是相同类型的变量的有序集合

 

（2）数组在一片连续的内存空间中存储元素

（3）数组元素的个数可以显示或隐式指定

【编程实验】数组的初始化

#include <stdio.h>

int main(){

    //数组初始化
    int a[5] = {1, 2};//第1、2个元素分别为1、2，其余为0
    int b[]  = {1, 2};//编译过程中，编译会为计算数组b的大小
    
    int i=0;
    for (i = 0;i < 4;i++)
    {
        printf("a[%d] = %d\n",i,a[i]);
    }

    printf("sizeof(a) = %d\n",sizeof(a));  //20
    printf("sizeof(b) = %d\n",sizeof(b));  //8
    
    printf("count for a: %d\n",sizeof(a)/sizeof(int));  //5
    printf("count for b: %d\n",sizeof(b)/sizeof(int));  //2

    return 0;
}

2. 数组地址（&a）与数组名a

（1）数组名a代表数组首元素的地址。因此，第2个元素的地址为a+1，以此类推……。注意a或a+i表示元素的地址。可以用*（a+i）取出元素的值，也可以用a[i]来取出元素的值，因为当编译中遇到a[i]会自动转为*(a+i)。反过来也可知，第1个元素的地址为a或&a[0],第2个元素的地址为a+1或&a[1]，第i个元素的地址为（a+i）或&a[i]……

（2）数组的地址需要用取地址符&才能得到。即形如&a取的是整个数组的地址，所以&a+1表示指向整个数组的最后面的位置。

（3）数组的首元素的地址值与数组的地址值相同，但是两个不同的概念。

【编程实验】数组名和数组地址

#include <stdio.h>

int main(){
    
    //将数组每个元素初始化为0
    int a[5] = {0};//含义，将第1个元素初始化为0，其余为0.
    
    printf("a = %p\n",a); //首元素的地址
    printf("&a = %p\n",&a); //整个数组的地址，从数值与看，与a一样。
    printf("&a[0] = %p\n",&a[0]);//第1个元素的地址

    return 0;
}

3. 数组名的盲点

（1）数组名的内涵在于其指代实体是一种数据结构，这种数据结构就是数组。如int a[5]表示a的类型为int[5]，所以sizeof(a)表示取整个数组的大小，&a表示数组的地址。

（3）数组名的外延：除了sizeof(a)和&a外，数组名经常被可看作是一个常量指针。但要注意这里仅仅是“看作”，而不是真正的指针。不同于指针，数组名只是编译过程中的一个符号，编译器并不为其分配内存，有人称之为“伪变量”。因此，形式a++\a—或a=b（其中b是另一个数组名）这些都是错误的，因为a只是一个符号，编译器会把数组信息（如大小，地址）放入符号表中，每次遇到数组名a时，就会从符号表中取出这个数组的地址，然后用这个固定的地址代替 a，所以这个符号并没有被分配内存空间，而上述操作都是针对变量而言的，故数组名只能做为右值使用。

（4）对数组的引用，如a[i]或*(a+i)，只需访问内存一次，而指针的引用如*(p+i)则需要两次，首选通过&p找到p指针，然后加i，再从p+i里面取出的内容。

（5）当数组名作为形参时，将退化为指针。即可以把数组名当成指针来用，这里的sizeof(数组名)为4，即指针的长度。

【实例分析】数组和指针并不相同

#include <stdio.h>

int main(){
    
    //将数组每个元素初始化为0
    int a[5] = {0};
    int b[2];
    int* p = NULL;

    p = a;

    printf("a = %p\n",a);  //首元素的地址
    printf("p = %p\n",p);  //p==a。
    printf("&p = %p\n",&p);//指针p的地址

    printf("sizeof(a) = %d\n",sizeof(a));//数组的大小:20
    printf("sizeof(p) = %d\n",sizeof(p));//指针的大小为4.

    printf("\n");
    
    p = b;

    printf("b = %p\n",b);  //首元素的地址
    printf("p = %p\n",p);  //p==b。
    printf("&p = %p\n",&p);//指针p的地址

    printf("sizeof(b) = %d\n",sizeof(b));//数组的大小:8
    printf("sizeof(p) = %d\n",sizeof(p));//指针的大小为4.

    //a = b; //编译错误，数组名不能作为左值;
    //a++;   //编译错误，数组名被编译一个固定地址，相当于0xaabbccdd++的错误
    return 0;
}

4. 小结

（1）数组是一片连续的内存空间

（2）数组的地址和数组首元素的地址意义不同

（3）数组名在大多数情况下被当成常量指针处理

（4）数组名其实并不是指针，不能将其等同于指针。