C++笔记：指针与数组

男娘i 2021-11-09 04:20 309阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  概述
 *  指针与一维数组
 *  指针与二维数组

# 概述 #

数组，作为同名，同类型元素的有序集合，被顺序的存放在一块连续的内存中，而且每个元素存储空间大小相同。数组第一个元素的存储地址就是整个数组的存储首地址。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
指针，一个变量有地址，一个数组包含若干元素，每个数组元素都在内存中占用存储空间，每个元素都有相应的地址。指针变量既然可以指向变量，当然也可以指向数组元素，即把某一元素的地址赋值给指针变量。  
比如：

int a[8];
    int *p;

然后通过取地址运算符&来获取数组元素中的地址，再将地址值赋值给指针变量。

p=&a[0];

由于数组名是整个数组的首地址（数组名其实是一个指针常量，在数组声明后，C++分配给数组一个指针，始终指向数组的第一个元素），所以等价于

p=a;

# 指针与一维数组 #

代码一

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
     int a[8]={ 0,1,2,3,4,5,6,7};
     int *p=a;//p指向a[0]的内存地址,数组名a即是一个地址值 
     cout<<p<<endl;//打印内存地址 
     cout<<*p<<endl; //取地址运算符，打印内存地址存放的值 
     return 0;
    }

同样的  
代码二

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
     int a[8]={ 0,1,2,3,4,5,6,7};
     int *p=&a[0];//取地址运算符，p指向a[0]的内存地址 
     cout<<p<<endl;//打印内存地址 
     cout<<*p<<endl; //取内容运算符，打印内存地址存放的值 
     return 0;
    }

代码一与代码二一样的输出结果:  
![在这里插入图片描述][20190804214841895.PNG]  
如果指针p已指向数组中的一个元素，则p+1指向数组中下一个元素的内存地址，在代码三中我们利用指针变量的移动，打印输出数组a的内容

代码三

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
     int a[8]={ 0,1,2,3,4,5,6,7};
     int *p=a;//p指向a[0]的内存地址 
     for(int i=0;i<8;i++) { 
      cout<<"a["<<i<<"]"<<"="<<*p<<" ("<<p<<")"<<endl;//*p取内存地址存放的内容 
      p++;//内存地址移动到下一个元素的内存地址处 
     }
     return 0;
    }

输出:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

注意：直接用输出流输出指针p,输出的是16进制内存地址值，可以看出数组每个元素占4字节，我们要输出内存地址存放的整型值，需要\*取内容运算符,即 \*p

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
在我们人的思想中，对二维数组的描述与理解是一个矩形区域，而在二维数组编译之后存储在内存中时，确实如上图所示存储，二维数组中元素排列的顺序是按行存放，即在内存中先顺序存放第一行元素，然后接着上一行再存放第二行元素。

代码三需要注意(假设i为地址偏移量)：  
（1）\*(p+i)或者\*(a+i)是p+i或a+i所指向数组元素，即a\[i\]。  
（2）指针变量p也可以带下标输出，直接输出内存地址所指向内容，看以下代码:

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
     int a[8]={ 0,1,2,3,4,5,6,7};
     int *p=a;//p指向a[0]的内存地址 
     cout<<"数组a第一个元素:"<<p[0]<<endl;//指针变量p带下标输出,输出数组a第一个元素值 
     cout<<"数组a第一个元素:"<<*(p+0)<<endl<<endl;//p[i]与*(p+i)等价 
     cout<<"数组a第二个元素:"<<p[1]<<endl;//以此类推... 
     cout<<"数组a第二个元素:"<<*(p+1)<<endl;
     return 0;
    }

输出:  
![在这里插入图片描述][20190804215850474.PNG]  
利用指针变量p的下标输出数组a的元素  
代码四（代码三另一种写法）

#include <iostream>
    using namespace std;
    int main()
    { 
     int a[8]={ 0,1,2,3,4,5,6,7};
     int *p=a;//p指向a[0]的内存地址 
     for(int i=0;i<8;i++) { 
      cout<<"a["<<i<<"]"<<"="<<p[i]<<" ("<<p<<")"<<endl;//*p取内存地址存放的内容 
      ;//内存地址移动到下一个元素的内存地址处 
     }
     return 0;
    }

代码四与代码三输出结果相同

# 指针与二维数组 #

一个一维数组描述的是一个线性序列，一个二维数组则描述的是一个矩阵。但二维数组在内存中存储却是顺序连续的。

代码五

输出：  
![在这里插入图片描述][20190805093548417.PNG]

注意：我打印的形式是矩阵，但它在内存中的存储形式为线性，连续的，如图：![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
通常我们使用语句cout<<a\[0\]\[0\]<<endl;那么编译器就会寻址0x6ffdd0，打印出地址存放值1。而我们使用语句cout<<&a\[0\]\[0\]<<endl;，则不会打印地址存放的值，而打印内存地址值0x6ffdd0。  
接着我们再看代码六  
代码六

输出：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
a\[0\]即&a\[0\]\[0\]：0行0列元素内存地址  
a\[1\]即&a\[1\]\[0\]：1行0列元素内存地址  
a\[2\]即&a\[2\]\[0\]：2行0列元素内存地址  
a\[3\]即&a\[3\]\[0\]：3行0列元素内存地址  
注意：  
（1）从一维数组角度看，a\[0\]所代表的的一维数组又包含3个元素,a\[0\]\[0\],a\[0\]\[1\],a\[0\]\[2\]，由此可见二维数组是“数组的数组”。数组a是由4个一维数组所组成(a\[0\],a\[1,a\[2\],a\[3\])。  
（2）从二维数组角度看，a代表二维数组首元素地址，现在的首元素不是一个整型变量，而是由3个整型元素所组成的一维数组，因此a代表的是首行的起始地址（即第0行的起始地址，&a\[0\]与直接输出a\[0\]都是打印行首地址值，只有把二维数组的行与列指定输出，才输出内容值，比如a\[i\]\[j\]），由此可见cout<<a<<endl;与cout<<a\[0\]<<endl;和cout<<&a\[0\]<<endl;等价  
代码七

输出：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

接着我们试着通过指针的移动(能够打印内存地址值的变量，如a,a\[0\])，来看看其分别访问的是哪块内存地址。来看代码八  
代码八

输出：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
可以发现指针a与指针a\[0\]虽然都是指向数组a\[0\]\[0\]所在的内存地址，但是当它们做指针算数运算时，发现指针偏移量不同。在内存中是如此偏移：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
将代码八添加一些代码打印输出变为代码九来验证一下。  
代码九

/* 二维数组可以看做是特殊的一维数组 ,二维数组是由多个一维数组组成，即数组的数组 */
    #include <iostream>
    #include<iomanip>
    using namespace std;
    int main()
    { 
     int a[4][3]={ { 1,2,3},{ 4,5,6},{ 7,8,9},{ 10,11,12}};//4行3列 
     cout<<"输出二维数组a的每个元素地址："<<endl;
     for(int i=0;i<4;i++){ 
      for(int j=0;j<3;j++){ 
       if(i==0&&j==0){ 
        cout<<setw(5);
       }
       cout<<"&a["<<i<<"]["<<j<<"]="<<&a[i][j]<<setw(5);
      }
      cout<<endl;
     }
     cout<<"指针变量a做算数运算以行来地址偏移(a,a[0]+0)："<<a<<" "<<a[0]+0<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[0]+1)："<<a[0]+1<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[0]+2)："<<a[0]+2<<endl<<endl;
     
     cout<<"指针变量a做算数运算以行来地址偏移(a+1,a[1]+0)："<<a+1<<" "<<a[1]+0<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[1]+1)："<<a[1]+1<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[1]+2)："<<a[1]+2<<endl<<endl; 
     
     cout<<"指针变量a做算数运算以行来地址偏移(a+2,a[2]+0)："<<a+2<<" "<<a[2]+0<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[2]+1)："<<a[2]+1<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[2]+2)："<<a[2]+2<<endl<<endl; 
     
     cout<<"指针变量a做算数运算以行来地址偏移(a+3,a[3]+0)："<<a+3<<" "<<a[3]+0<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[3]+1)："<<a[3]+1<<endl<<endl;
     cout<<"指针变量a[0]做算数运算以列来地址偏移(a[3]+2)："<<a[3]+2<<endl<<endl; 
     return 0;
    }

输出：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
我们可以通过移动行列来指向我们需要操作的内存地址，接着使用\*取内容运算符来进行内存地址所存放内容的操作。欲得到某个二维数组元素的值，怎么用地址法表示呢？再此之前，我们先来看一下代码十  
代码十（利用指针法输出二维数组的每个元素）

输出：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEyNDIzNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]  
本人通过查阅资料自己归纳总结了一下几点(还是以二维数组a为例)：  
（1）、a+n表示第n行的首地址，偏移量是以行为单位  
（2）、a\[i\]+n，表示第i行的第n列元素地址，偏移量是以相邻元素为单位，通常用于输出二维数组所有内容，1，2点相互对照比较，注意区别

（3）、&a\[0\]是第0行的首地址(即整个二维数组的首地址)，当然，&a\[n\]就是第n行的首地址，一般来说二维数组a的a\[n\]值本身就是一个地址值，不需要加上取地址运算符&，cout<<a\[0\];与cout<<&a\[0\];输出结果一致，且不报错  
（4）、&a\[0\]\[0\]同样也可以看做第0行的首地址(即整个二维数组的首地址)，&a\[i\]\[j\]就是第i行第j列的内存地址，3，4点相互区别

（5）、\*(\*(a+n)\+m)表示第n行第m列元素  
（6）、\*(a\[n\]\+m)同样表示第n行第m列元素,\*(a+n)与a\[n\]是无条件等价的

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