C之数组指针和指针数组（二十九）

Posted 2020-10-31

        我们今天来看下传说中的指针数组和数组指针。在 C 语言中，数组都有自己特定的类型。那么数组的类型是怎样的呢？它是由元素类型和数组大小共同决定的。比如 int array[5] 的类型就是 int[5]。

        在 C 语言中我们可以通过 typedef 为数组类型重命名，格式为：typedef type(name)[size]；其中数组类型可以这样表达：typedef int(AINT5)[5]； typedef float(AFLOAT10)[10]；那么数组定义就可表示为：AINT5 iarray； AFLOAT10 farray；

        数组指针用于指向一个数组，数组名是数组首元素的起始地址但并不是数组的其实地址；通过取地址符 & 作用于数组名可以得到数组的起始地址，可通过数组类型定义数组指针：ArrayType* pointer；也可以直接定义：type(*pointer)[n]；其中 pointer 为数组指针变量名，type 为指向的数组的元素类型，n 为指向的数组的大小。

        我们下来通过示例代码进行分析，代码如下

#include <stdio.h>

typedef int(AINT5)[5];
typedef float(AFLOAT10)[10];
typedef char(ACHAR9)[9];

int main()
{
    AINT5 a1;
    float fArray[10];
    AFLOAT10* pf = &fArray;
    ACHAR9 cArray;
    
    char(*pc)[9] = &cArray;
    char(*pcw)[4] = cArray;
    
    int i = 0;
    
    printf("%d, %d\n", sizeof(AINT5), sizeof(a1));
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        (*pf)[i] = i;
    }
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        printf("%f\n", fArray[i]);
    }
    
    printf("%p, %p, %p\n", &cArray, pc+1, pcw+1);
    
    return 0;
}

        我们来分析下这个代码，在3-5行定义了三种类型的数组，在第14行定义了一个类型为 char[9] 的指针并将它指向 cArray，因为 cArray 的类型也是 char[9]，所以这句不会出错。在第10行定义了一个类型为 char[4] 的指针，但用 cArry 初始化它，这就会出问题。因为类型不同，所以会报错。在第23行，pf是指向数组 fArray 的指针，在这块加 * 号相当于取数组中的值，那么这句的意思就是给数组 fArray 赋值。在第31行，打印的第一个是数组 cArray 的地址，pc + 1相当于指针运算，也就是 (unsigned int)pc + sizeof(*pc) ==> (unsigned int)pc + 1 * 9； pcw + 1 ==> (unsigend int)pcw + sizeof(pcw) ==> (unsigned int)pcw + 1 * 4；我们来看看编译结果

        我们看到程序在第15行只是报了个警告，最后三行的结果却是如我们所分析的那样。我们作为专业的程序猿，必须将每个警告都当成错误处理，因为警告也就意味着程序的运行可能不正常，谁也不知道会发生啥事。

        我们下来再来讲讲指针数组，其实指针数组是一个普通的数组，它里面的每个元素为一个指针。指针数组的定义：type* pArray[n]；其中 type* 为数组中每个元素的类型，pArray 为数组名，n 为数组大小。

        下来我们以示例代码进行分析，代码如下

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define DIM(a) (sizeof(a)/sizeof(*a))

int lookup_keyword(const char* key, const char* table[], const int size)
{
    int ret = -1;
    
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<size; i++)
    {
        if( strcmp(key, table[i]) == 0 )
        {
            ret = i;
            break;
        }
    }
    
    return ret;
}

int main()
{
    const char* keyword[] = {
            "do",
            "for",
            "if",
            "register",
            "return",
            "switch",
            "while",
            "case",
            "static"
    };
    
    printf("%d\n", lookup_keyword("return", keyword, DIM(keyword)));
    printf("%d\n", lookup_keyword("main", keyword, DIM(keyword)));
    
    return 0;
}

        我们这个函数的功能很简单，就是在一个指针数组中查找字符串，如果找到便返回它的编号。如果没找到便返回 -1，我们看看编译结果

        我们看到函数确实实现了这个功能。通过对数组指针和指针数组的学习，我们总结如下：1、数组的类型由元素类型和数组大小共同决定；2、数组指针是一个指针，指向对应类型的数组；指针数组是一个数组，其中每个元素都为指针；3、数组指针遵循指针运算法则，指针数组拥有 C 语言数组的各种特性。

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