第五章：C++中的数组与指针关系

水深无声 2024-03-23 21:49 20阅读 0赞

## 第五章：C++中的数组与指针关系 ##

### C++中的数组与指针关系 ###

在C++中，数组和指针之间有着密切的关系。数组名本身就是一个指向数组首元素的指针，而指针可以用来访问和操作数组元素。本文将深入探讨C++中数组与指针之间的关系，包括指针与一维数组、二维数组之间的转换，并结合丰富的代码示例和实际案例来帮助您更好地理解这个关系。

#### 数组与指针 ####

在C++中，数组名即代表一个指向数组首元素的指针。使用指针可以访问数组元素或进行其他操作。

以下是一个简单的示例，演示了指针如何与一维数组交互：

int numbers[5] = {
        2, 4, 6, 8, 10};
    int* ptr = numbers;
    
    cout << "第一个元素：" << *ptr << endl; // 输出第一个元素：2
    cout << "第三个元素：" << *(ptr + 2) << endl; // 输出第三个元素：6

上述代码中，我们创建了一个整数数组`numbers`并初始化它。然后，声明了一个指向`numbers`数组首元素的指针`ptr`。通过`*ptr`我们可以获取到指针所指向的元素值，通过`*(ptr + 2)`我们可以获取到指针指向的元素偏移2的值。

我们还可以使用指针来遍历整个数组：

int* ptr = numbers;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        
        cout << *ptr << " ";
        ptr++;
    }

上述代码中，我们将指针`ptr`初始化为`numbers`数组首元素的地址，然后通过递增指针`ptr`并输出指针所指向的值来遍历整个数组。

#### 指针与一维数组之间的转换 ####

在C++中，数组名可以被解释为指向数组首元素的指针。这种特性使得我们可以使用指针操作数组内容，反之亦然。

以下是一个示例，展示了数组和指针之间的相互转换：

int numbers[] = {
        2, 4, 6, 8, 10};
    int* ptr = numbers;
    
    cout << ptr[0] << endl; // 输出第一个元素：2
    cout << numbers[1] << endl; // 输出第二个元素：4
    
    ptr[2] = 12; // 修改第三个元素的值为12
    cout << numbers[2] << endl; // 输出修改后的值：12

上述代码中，我们声明了一个整数数组`numbers`并初始化它。然后，我们声明一个指针`ptr`并将其设置为`numbers`数组首元素的地址。接下来，我们通过`ptr[0]`和`numbers[1]`访问相同的元素。最后，通过`ptr[2] = 12`修改了第三个元素的值，并通过`numbers[2]`验证修改结果。

#### 指针与二维数组之间的转换 ####

在C++中，二维数组实际上是连续内存空间的一维数组。通过指针运算，我们可以将二维数组视为一维数组来进行访问和操作。

以下是一个示例，展示了指针如何与二维数组交互：

int matrix[3][4] = {
        
        {
        1, 2, 3, 4},
        {
        5, 6, 7, 8},
        {
        9, 10, 11, 12}
    };
    
    int* ptr = &matrix[0][0];
    
    cout << ptr[0] << endl; // 输出第一个元素：1
    cout << *(ptr + 5) << endl; // 输出第二行第二个元素：6

上述代码中，我们声明了一个整数二维数组`matrix`并初始化它。然后，我们使用指针`ptr`将其设置为`matrix`数组首元素的地址。通过`ptr[0]`和`*(ptr + 5)`我们可以访问同样的元素。

#### 实际案例 ####

让我们看一个更复杂的实例，结合指针与二维数组的转换问题：

const int ROWS = 3;
    const int COLS = 4;
    
    int matrix[ROWS][COLS];
    
    // 使用指针遍历和填充二维数组
    int* ptr = &matrix[0][0];
    for (int i = 0; i < ROWS * COLS; i++) {
        
        *ptr = i;
        ptr++;
    }
    
    // 使用指针遍历和输出二维数组
    ptr = &matrix[0][0];
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        
        for (int j = 0; j < COLS; j++) {
        
            cout << *ptr << " ";
            ptr++;
        }
        cout << endl;
    }

上述代码中，我们使用`matrix`数组的首元素地址初始化了指针`ptr`。然后，在一个循环中，我们使用指针来填充整个二维数组。接着，再次使用指针从头到尾遍历并输出整个二维数组。

输出结果如下：

0 1 2 3 
    4 5 6 7 
    8 9 10 11