數組（Array）是一系列具有相同類型的數據的集合，每一份數據叫做一個數組元素（Element）。數組中的所有元素在內存中是連續排列的，整個數組占用的是一塊內存。以`int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };`為例，該數組在內存中的分布如下圖所示：  定義數組時，要給出數組名和數組長度，數組名可以認為是一個[指針]，它指向數組的第 0 個元素。在C語言中，我們將第 0 個元素的地址稱為數組的首地址。以上面的數組為例，下圖是 arr 的指向：  > 數組名的本意是表示整個數組，也就是表示多份數據的集合，但在使用過程中經常會轉換為指向數組第 0 個元素的指針，所以上面使用了“認為”一詞，表示數組名和數組首地址并不總是等價。初學者可以暫時忽略這個細節，把數組名當做指向第 0 個元素的指針使用即可。 下面的例子演示了如何以指針的方式遍歷數組元素： ~~~ #include <stdio.h> int main(){ int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(int); //求數組長度 int i; for(i=0; i<len; i++){ printf("%d ", *(arr+i) ); //*(arr+i)等價于arr[i] } printf("\n"); return 0; } ~~~ 運行結果： 99? 15? 100? 888? 252 第 5 行代碼用來求數組的長度，sizeof(arr) 會獲得整個數組所占用的字節數，sizeof(int) 會獲得一個數組元素所占用的字節數，它們相除的結果就是數組包含的元素個數，也即數組長度。 第 8 行代碼中我們使用了`*(arr+i)`這個表達式，arr 是數組名，指向數組的第 0 個元素，表示數組首地址， arr+i 指向數組的第 i 個元素，\*(arr+i) 表示取第 i 個元素的數據，它等價于 arr\[i\]。 > arr 是`int*`類型的指針，每次加 1 時它自身的值會增加 sizeof(int)，加 i 時自身的值會增加 sizeof(int) \* i。 我們也可以定義一個指向數組的指針，例如： ~~~ int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };int *p = arr; ~~~ arr 本身就是一個指針，可以直接賦值給指針變量 p。arr 是數組第 0 個元素的地址，所以`int *p = arr;`也可以寫作`int *p = &arr[0];`。也就是說，arr、p、&arr\[0\] 這三種寫法都是等價的，它們都指向數組第 0 個元素，或者說指向數組的開頭。 > 再強調一遍，“arr 本身就是一個指針”這種表述并不準確，嚴格來說應該是“arr 被轉換成了一個指針”。這里請大家先忽略這個細節。 如果一個指針指向了數組，我們就稱它為數組指針（Array Pointer）。 數組指針指向的是數組中的一個具體元素，而不是整個數組，所以數組指針的類型和數組元素的類型有關，上面的例子中，p 指向的數組元素是 int 類型，所以 p 的類型必須也是`int *`。 反過來想，p 并不知道它指向的是一個數組，p 只知道它指向的是一個整數，究竟如何使用 p 取決于程序員的編碼。 更改上面的代碼，使用數組指針來遍歷數組元素： ~~~ #include <stdio.h> int main(){ int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 }; int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int); for(i=0; i<len; i++){ printf("%d ", *(p+i) ); } printf("\n"); return 0; } ~~~ 數組在內存中只是數組元素的簡單排列，沒有開始和結束標志，在求數組的長度時不能使用`sizeof(p) / sizeof(int)`，因為 p 只是一個指向 int 類型的指針，編譯器并不知道它指向的到底是一個整數還是一系列整數（數組），所以 sizeof(p) 求得的是 p 這個指針變量本身所占用的字節數，而不是整個數組占用的字節數。 也就是說，根據數組指針不能逆推出整個數組元素的個數，以及數組從哪里開始、到哪里結束等信息。不像字符串，數組本身也沒有特定的結束標志，如果不知道數組的長度，那么就無法遍歷整個數組。 上節我們講到，對指針變量進行加法和減法運算時，是根據數據類型的長度來計算的。如果一個指針變量 p 指向了數組的開頭，那么 p+i 就指向數組的第 i 個元素；如果 p 指向了數組的第 n 個元素，那么 p+i 就是指向第 n+i 個元素；而不管 p 指向了數組的第幾個元素，p+1 總是指向下一個元素，p-1 也總是指向上一個元素。 更改上面的代碼，讓 p 指向數組中的第二個元素： ~~~ #include <stdio.h> int main(){ int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 }; int *p = &arr[2]; //也可以寫作 int *p = arr + 2; printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", *(p-2), *(p-1), *p, *(p+1), *(p+2) ); return 0; } ~~~ 運行結果： 99, 15, 100, 888, 252 引入數組指針后，我們就有兩種方案來訪問數組元素了，一種是使用下標，另外一種是使用指針。 #### 1) 使用下標 也就是采用 arr\[i\] 的形式訪問數組元素。如果 p 是指向數組 arr 的指針，那么也可以使用 p\[i\] 來訪問數組元素，它等價于 arr\[i\]。 #### 2) 使用指針 也就是使用 \*(p+i) 的形式訪問數組元素。另外數組名本身也是指針，也可以使用 \*(arr+i) 來訪問數組元素，它等價于 \*(p+i)。 不管是數組名還是數組指針，都可以使用上面的兩種方式來訪問數組元素。不同的是，數組名是常量，它的值不能改變，而數組指針是變量（除非特別指明它是常量），它的值可以任意改變。也就是說，數組名只能指向數組的開頭，而數組指針可以先指向數組開頭，再指向其他元素。 更改上面的代碼，借助自增運算符來遍歷數組元素： ~~~ #include <stdio.h> int main(){ int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 }; int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int); for(i=0; i<len; i++){ printf("%d ", *p++ ); } printf("\n"); return 0; } ~~~ 運行結果： 99? 15? 100? 888? 252 第 8 行代碼中，\*p++ 應該理解為 \*(p++)，每次循環都會改變 p 的值（p++ 使得 p 自身的值增加），以使 p 指向下一個數組元素。該語句不能寫為 \*arr++，因為 arr 是常量，而 arr++ 會改變它的值，這顯然是錯誤的。 ## 關于數組指針的謎題 假設 p 是指向數組 arr 中第 n 個元素的指針，那么 \*p++、\*++p、(\*p)++ 分別是什么意思呢？ \*p++ 等價于 \*(p++)，表示先取得第 n 個元素的值，再將 p 指向下一個元素，上面已經進行了詳細講解。 \*++p 等價于 \*(++p)，會先進行 ++p 運算，使得 p 的值增加，指向下一個元素，整體上相當于 \*(p+1)，所以會獲得第 n+1 個數組元素的值。 (\*p)++ 就非常簡單了，會先取得第 n 個元素的值，再對該元素的值加 1。假設 p 指向第 0 ?個元素，并且第 0 個元素的值為 99，執行完該語句后，第 0 ?個元素的值就會變為 100。