理解C语言——从小菜到大神的晋级之路（8）——数组、指针和字符串

本文主要是介绍理解C语言——从小菜到大神的晋级之路（8）——数组、指针和字符串，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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       在前面几次我们接触的数据类型都是简单数据类型，使用一个数据个体表示一个元素。C语言中还提供了多种复杂数据类型，其中最简单的一种就是数组。数组这一结构使用内存中一段连续的内存空间保存一组相同类型的变量，这些变量通过数组的下标/索引的不同相互区分。数组与指针有着十分紧密的联系，通常使用数组下标能实现的操作都可以使用指针完成，而且使用指针的程序通常效率更高。但是指针和数组也存在着一些明显的差别，如果误用将导致错误。另外，C语言中还定义了一种极为常用的特殊的数组——字符串，其本质与字符数组类似，但是又有一些特殊的特性，并且可以使用一些特殊的操作提高对字符串操作的效率。

1、数组的定义和使用

        数组的定义方法同定义变量类似，都是采用数据类型+变量名的方法定义。例如如果希望定义一个包含5个整型数据，数组名为array的数组，则通过以下方式定义：

int array[5];

        数组定义完成后，可以进行初始化操作。数组的初始化有多重方式，可以对数组中所有数据初始化，也可以只初始化前面的几个数据。如果赋初值的个数是确定的，甚至还可以通过初始化类指定数组的大小。例如：

int nArray[5] = {1,2,3,4,5};           //显式初始化数组中所有的元素
char cArray[10] = {0};                  //将所有数据初始化为0
float fArray[5] = {0, 1.5, -3.87};    //初始化前三个数据，后面的默认为0
int nArray[] = {3,2,1};                   //初值指定数组元素的大小

       数组定义和初始化完成后，可以使用数组名和下标来索引数组的元素。数组中起始的元素下标为0，通常称作第0个元素，一个包含n个元素的数组下标最大值为n-1。如对上文定义的nArray，5个元素分别可以用nArray[0]、 nArray[1]、 nArray[2]、 nArray[3]、 nArray[4]表示。使用循环来输出每个元素的方法如：

for(int n = 0; n<5; n++)
{printf("%d\n", nArray[n]);
}

        需要注意的是，数组的读写绝对不可以超过定义的边界。如果数组读写越界，则会导致获取数据错误甚至程序崩溃。

2、数组和指针的关系

int nArray[10] = {1,4,3,16,25,36,49,64,81,100};
int *pArray = nArray;

int *pArray = &nArray[0];

int num = *pArray;     //num = nArray[0];

3、指针遍历数组

int *pArray = &nArray[3];     //pArray指向nArray[3];
pArray--;                              //pArray向前移动一个单元，指向nArray[2];
pArray += 2;                        //pArray向后移动一个单元，指向nArray[4];

int nArray[10] = {1,4,3,16,25,36,49,64,81,100}, *pArray;
for(int idx = 0, pArray = nArray; idx < 10; idx++)
{printf("%d\n", *(pArray+idx));
}

for(int idx = 0, pArray = nArray; idx < 10; idx++)
{printf("%d\n", *(pArray++));
}

void foo(int *pArray);
void foo(int nArray[10]);

void foo(int nArray[]);

        虽然指针和数组有着诸多相同之处，但是我们决不能忽略二者的本质区别。指针是一个变量，可以进行上文中提到的各种运算（只支持前移、后移等运算；如果两个指针指向同一段数组，还可以根据差值计算距离；对指针进行乘除等运算非法）；而数组名是一个常量，自定义之后便不可以改变，更不能进行移动等运算。另外，对数组名利用sizeof运算符求大小得到的是整个数组占内存的大小，而对指针求sizeof得到的是变量本身所占据的长度，通常为4。另外，如果将数组名作为函数参数，子函数内部对这个参数计算sizeof得到的依然是4，这是因为子函数已经把实参数组名转化为了一个指针，因此计算结果与sizeof其他指针变量相同。

4、字符串

(1)字符串的定义

int main()
{char * pStr = "hello world!" ;printf ( "%s\n" , pStr );return 0 ;
}

        在这段代码中，如果视图对指针指向的内容进行修改，那么虽然编译可以顺利通过，但是运行时程序一定会崩溃，因为我们视图向非法的位置写入数据：

int main()
{char * pStr = "hello world" ;pStr[0] = 'H';     //这行代码将导致程序崩溃printf ( "%s\n" , pStr );return 0 ;
}

char str[12] = {'h','e','l','l','o',' ','w','o','r','l','d','\0'}; //正确，但是太繁琐
char str[12] = {'h','e','l','l','o',' ','w','o','r','l','d'};       //正确，当数组长度大于初始化的数据长度时，末尾自动补0，但依旧太繁琐
char str[11] = {'h','e','l','l','o',' ','w','o','r','l','d'};       //错误，数组没有留出结束符0的位置来，不是一个完整的字符串
char str[12] = "hello world";                              //正确，直接用字符串初始化数组
char str[] = "hello world";                                      //推荐最优写法，自动确定数组长度，并补齐结束符0

(2)处理字符串

printf("%s\n", "This is a string.");
char str[20];
scanf("%s", str);

puts("Input a string:\n");
char str[20];
gets(str);
puts(str);

char *pStr = "String";
int string_len = strlen(pStr);          //string_len == 7，字符串中有7个字符
int sizeof_pStr = sizeof(pStr);        // sizeof_pStr == 4，指针变量占据4个字节

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