数组指针在程序设计中扮演着重要的角色,它可以在多重嵌套的数据结构中实现高效的数据操作。对于掌握数组指针这个知识点,可以更好地理解和应用现代编程语言中的动态分配内存技术,并为编写更加高效的程序提供有力的支持。
什么是数组指针?
数组指针并不是一个新的数据类型,而只是指向数组中第一个元素的指针。数组本质上是一组相同类型的数据结构,指针是一种数据类型,存储的是一个地址。数组指针也是一种指针类型,存储的地址是数组的首地址。数组指针与普通指针的很大不同是其运算符优先级,数组元素访问操作的优先级高于地址访问操作,这决定了数组指针可以用于数组和指针的混合运算和间接访问。
示例:
定义一个数组:
```
int arr[5]={ 1,2,3,4,5 };
```
定义一个指向数组的指针:
```
int *p=arr;
```
这里定义的指针p,指向了数组的第一个元素。可以通过p访问数组中的元素:
```
printf("%d",*p);
```
输出结果为:1,因为p指向的是数组中的第一个元素。
数组指针的声明和使用
数组指针的声明方式比较简单,可以使用以下的格式:
```
数据类型 (* 数组名称)[ 数组大小];
```
其中,数组名称是一个指针变量,指向一个数组的首地址,数据类型是数组元素的类型。
示例如下:
```
int (* pArr)[5];
```
这个声明语句定义了一个指向一个长度为5的int型数组的指针变量pArr。
数组指针也可以通过动态分配内存来构造,使用malloc或者calloc等函数可以动态地分配内存来使用数组指针。
```
int (*pArr)[5];
pArr = (int(*)[]) malloc(sizeof(int[5]) * 5);
//使用完之后需要手动释放内存
free(pArr);
```
在使用数组指针时,需要注意指针运算的优先级问题。由于数组指针与普通指针的优先级不同,因此需要使用括号来明确所需操作的优先级。
例如:
```
int arr[10];
int(*pArr)[10] = &arr;
```
上述代码是将arr数组的首地址赋值给pArr数组指针,需要在&arr前面加上括号,明确所需访问的是地址而不是数组元素的值。
数组指针的多重嵌套
对于多维数组,可以通过多个指针的方式来实现元素的访问。例如,在二维数组中,可以使用两个指针来访问元素,这里可以使用数组指针来简化代码的编写。
示例如下:
```
int arr[3][4]={ { 1,2,3,4 },{ 5,6,7,8 },{ 9,10,11,12 } };
int(*pArr)[4]=arr;
```
上面的代码将arr数组的首地址赋值给了pArr数组指针,这里的“数组指针”pArr的定义就比较特殊了,它的每个元素是一个长度为4的一维数组,也就是说,它是一个二维数组。
使用pArr数组指针访问一个二维数组中的元素,只需要像一维数组一样进行访问即可。例如,要访问二维数组中的第2行第3列:
```
printf("%d",pArr[1][2]);
```
输出结果为7,因为pArr[1]是指向第2行的指针,然后通过[]运算符访问第3个元素。
对于多重嵌套的数据结构,也可以使用数组指针来实现快速访问和操作,例如,下面的代码定义了一个长度为3,嵌套了两层的数据结构:
```
struct Array {
int arr[2][3];
};
struct MultiArray {
struct Array arr[3];
};
```
可以使用以下的方式定义指向该数据结构的数组指针:
```
typedef struct Array ARRAY;
typedef struct MultiArray MARRAY;
MARRAY ma = { { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } },
{ { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } },
{ { 13, 14, 15 }, { 16, 17, 18 } }
};
MARRAY(*pMa) = &ma;
```
这里定义了一个指向该数据结构的数组指针pMa,并向它赋值了ma数组的首地址。
但是在使用数组指针访问嵌套的数据结构时,需要注意数组元素访问和指针访问的优先级问题。
示例:
```
printf("%d",pMa->arr[1].arr[2][2]);
```
输出结果为18,这里先访问了指针pMa指向的数据结构的arr数组的相应下标的元素,再通过“->”符号进行访问。
总结
掌握数组指针可以帮助编程者更好的处理一些复杂的数据结构,如多维数组、嵌套结构等,使程序更加高效。它为C/C++程序员提供了基础而有力的支持,是深入理解现代编程语言的必备知识。但需要注意指针运算的优先级问题,避免由此产生的错误。