C语言基础：（十三）深入理解指针（3）

_OP_CHEN

发布于 2026-01-14 09:21:05

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文章被收录于专栏：C++C++

本期博客我将为大家继续介绍指针相关的内容，内容涵盖了使用指针访问数组、冒泡排序、二级指针以及指针数组等一系列干货知识哦！请不要错过！

一、数组名的理解

在上一个章节中我们在使用指针访问数组的内容时，有如下这样的代码：

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];

在这里我们使用&arr[0]的方式拿到了数组第一个元素的地址，但是其实数组名本来就是地址，而且是数组首元素的地址，下面我们来做个测试：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
    printf("arr = %p\n", arr);
    return 0;
}

输出结果如下：

我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样，数组名就是数组首元素（第一个元素）的地址。

这时候有的人或许会有疑问：数组名如果是数组首元素的地址，那么下面的代码应该怎么理解呢？如下所示：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    printf("%d\n", sizeof(arr));
    return 0;
}

这段代码输出的结果是：40，如果按照上面的说法，arr是数组首元素的地址，那输出的应该是4/8才对。

其实这个说法并没有问题，但是存在着两个例外：

sizeof（数组名），sizeof中单独放数组名，这里的数组名表示的是整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节。
&数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址（整个数组的地址和数组首元素的地址是有区别的）。

除了这两种情况以外，在任何地方使用数组名，其表示的都是首元素的地址。

下面我们再来看一段代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
    printf("arr = %p\n", arr);
    printf("&arr = %p\n", &arr);
    return 0;
}

运行之后我们会发现这三个打印的结果是一样的，这时候我们或许又会感到疑惑：那arr和&arr又有什么区别呢？再来看一段代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    printf("&arr[0] = %p\n", &arr[0]);
    printf("&arr[0]+1 = %p\n", &arr[0]+1);
    printf("arr = %p\n", arr);
    printf("arr+1 = %p\n", arr+1);
    printf("&arr = %p\n", &arr);
    printf("&arr+1 = %p\n", &arr+1);
    return 0;
}

输出结果如下：

&arr[0] = 0077F820
&arr[0]+1 = 0077F824
arr = 0077F820
arr+1 = 0077F824
&arr = 0077F820
&arr+1 = 0077F848

这里我们可以发现&arr和&arr[0]+1相差了4个字节，arr和arr+1相差4个字节，是因为&arr[0]和arr都是首元素的地址，+1就代表跳过一个元素。

但是&arr和&arr+1相差了40个字节，这就是因为&arr是数组的地址，+1操作就会跳过整个数组。

到这里大家应该清楚了数组名的定义了，那么接下来我们来尝试用指针访问数组。

二、使用指针访问数组

有了前面所学知识的支持，我们就可以来尝试用指针访问数组了，如下所示：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    //输⼊
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    //输⼊
    int* p = arr;
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        scanf("%d", p+i);
        //scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
    } 
    //输出数组的所有内容
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        printf("%d ", *(p+i));
    } 
    return 0;
}

将上面的代码搞明白之后，我们再分析一下可以知道，数组名arr是数组首元素的地址，可以赋值给p，那么数组名arr和p在这里就是等价的。那么我们就可以使用arr[i]访问数组的元素，那p[i]是否也可以访问数组呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    //输⼊
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    //输⼊
    int* p = arr;
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        scanf("%d", p+i);
        //scanf("%d", arr+i);//也可以这样写
    } 
    //输出
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        printf("%d ", p[i]);   //第18行
    } 
    return 0;
}

我们可以看到，在第18行，将*(p+i)换成p[i]也是能够正常打印的，所以本质上p[i]是等价于 *(p+i)的。

同理，arr[i]应该等价于*(arr+i)，数组元素的访问在编译器处理的时候，也是转换成数组首元素的地址+偏移量求出元素的地址，然后再解引用来进行访问的。

三、一维数组传参的本质

首先我们从一个问题开始，我们之前都是在函数外部计算数组的元素个数，那么我们可以把数组传递给一个函数后，在函数内部求数组的元素个数吗？来看一段代码：

#include <stdio.h>
void test(int arr[])
{
    int sz2 = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("sz2 = %d\n", sz2);
} 

int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int sz1 = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("sz1 = %d\n", sz1);
    test(arr);
    return 0;
}

输出结果如下：

我们可以发现在函数内部并没有正确获得数组的元素个数。

这是我们就要学习数组传参的本质了，在上一小节我们学习了：数组名是数组首元素的地址；那么在数组传参的时候，传递的就是数组名，也就是说本质上数组传参传递的是数组首元素的地址。

所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。在函数内部我们写sizeof(arr)计算的是一个地址的大小（单位是字节）而不是数组的大小（单位是字节），正是因为函数的参数部分本质上是指针，所以函数内部是没法求数组元素的个数的。如下代码所示：

void test(int arr[])//参数写成数组形式，本质上还是指针
{
    printf("%d\n", sizeof(arr));
} 

void test(int* arr)//参数写成指针形式
{
    printf("%d\n", sizeof(arr));//计算⼀个指针变量的⼤⼩
} 

int main()
{    
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    test(arr);
    return 0;
}

我们可以总结：一维数组传参，形参的部分可以写成数组的形式，可以写成指针的形式。

四、冒泡排序

冒泡排序算法的核心思想是：将两两相邻的元素进行比较。大致可分为两个步骤：

确定趟数：n个元素对应（n-1）趟排序。
在一趟排序的内部，让两两相邻的元素进行比较并排序。

实现代码如下：

//⽅法1
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
    int i = 0;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        int j = 0;
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j] > arr[j+1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
            }
        }
    }
} 

int main()
{
    int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz);
    int i = 0;
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
} 

//⽅法2 - 优化
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个
{
    int i = 0;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
    {
        int flag = 1;//假设这⼀趟已经有序了
        int j = 0;
        for(j=0; j<sz-i-1; j++)
        {
            if(arr[j] > arr[j+1])
            {
                flag = 0;//发⽣交换就说明，⽆序
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tmp;
            }
        } 
    if(flag == 1)//这⼀趟没交换就说明已经有序，后续⽆序排序了
        break;
    }
} 

int main()
{
    int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz);
    int i = 0;
    for(i=0; i<sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    } 
    return 0;
}

五、二级指针

指针变量也是变量，有变量那就有地址，那么指针的地址会存放在哪里呢？

这就是二级指针。我们画个示意图：

对于二级指针有如下运算：

*ppa通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的就是pa，*ppa访问的其实是pa。

int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;

**ppa先通过*ppa找到pa，然后对pa进行解引用操作：即*pa，那么找到的就是a。

**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;

六、指针数组

指针数组是指针还是数组呢？

我们来类比一下：整型数组，是存放整型的数组，字符数组是存放字符的数组。

那么指针数组自然就是存放指针的数组了。如下图所示：

指针数组的每个元素都是地址，又可以指向同一块区域。

七、指针数组模拟二维数组

下面我们尝试用指针数组来模拟二维数组：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr1[] = {1,2,3,4,5};
    int arr2[] = {2,3,4,5,6};
    int arr3[] = {3,4,5,6,7};
    //数组名是数组⾸元素的地址，类型是int*的，就可以存放在parr数组中
    int* parr[3] = {arr1, arr2, arr3};
    int i = 0;
    int j = 0;
    for(i=0; i<3; i++)
    {
        for(j=0; j<5; j++)
        {
            printf("%d ", parr[i][j]);
        } 
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

画图演示如下所示：