几个关于数组、指针的易错点

 

指针是某个变量的地址，是一个地址。

指针变量是存放指针(某个变量地址)的变量，是一个变量。

指针变量是一个变量，也有它自己的地址；这几句话对理解指针非常有帮助。

举例: 

int c = 76;
int *pointer = &c;

普通变量 c 和 指针变量 pointer 在内存中的形式如下图:

；

指针变量pointer 有它自己在内存中的地址，见上图黄色区域，指针变量的值存放着一个地址，见上图红色方框中的蓝色方框中的地址，这个地址指向变量c，也即这个地址和变量c的地址相等；

我们把c，c的地址，*pointer，pointer，pointer的地址分别输出，见下列代码：

cout << c << endl;         //输出:76                                         
cout << *pointer << endl;  //输出:76                                         
cout << hex << &c << endl; //输出:0x0012FF74                          
cout << pointer << endl;   //输出:0x0012FF74                          
cout << &pointer << endl;  //输出:0x0012FF90                          

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指针基类型的作用:当用指针遍历时，+1等于几个byte取决与指针基类型；

举例:

；

如上图，指针p2 指向某个int值，int值占据4个byte大小(有些环境下占2个byte)，那么p2++的值是在p2的值的基础之上加上4个byte找到的。

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数组与指针

数组名相当于指向数组第一个元素的指针。

对于int a[4] = {1,3,5,7};

a是指向数组第一个元素的指针，即a相当于&a[0]；

&a是"指向数组"的指针，&a+1将跨越16个字节；

　　&a相当于管辖范围上升了一级；

*a是数组的第一个元素a[0], 即*a等价于a[0]；

　　*a相当于管辖范围下降了一级；

来看代码，这个例子我问过两位师兄，都没能答对。注意标红色的两条输出的区别。

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;

int main()
{
  int a[4] = {1,3,5,7};
  cout << hex << a << endl;   //输出:0028F7C4
  cout << &a << endl;         //输出:0028F7C4
  cout << &a+1 << endl;       //输出:0028F7D4
  cout << *(&a) << endl;      //输出:0028F7C4
  cout << *(&a)+1 << endl;    //输出:0028F7C8
}

这是数组a在内存中的存放形式，非常有助于理解。

如果换成二维数组，情况也类似，只是稍微复杂些；

；

来看个例子:

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;

int main()
{
  int a[3][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
  cout << hex << a << endl;   //输出:0xbf870830
  cout << &a[0] << endl;      //输出:0xbf870830
  
  cout << a+1 << endl;        //输出:0xbf870840
  cout << &a[0]+1 << endl;    //输出:0xbf870840
  
  cout << *a << endl;         //输出:0xbf870830
  cout << a[0] << endl;       //输出:0xbf870830
  cout << &a[0][0] << endl;   //输出:0xbf870830
  
  cout << *a+1 << endl;       //输出:0xbf870834
  cout << a[0]+1 << endl;     //输出:0xbf870834
  cout << &a[0][0]+1 << endl; //输出:0xbf870834

  cout << &a+1 << endl;       //输出:0xbf870860
}

第一次做这个题目几乎很难都答对，但知道了规则之后就都能理解了，要更深入了解数组跟指针的关系和区别的话还得看其他的书。

小结一下：

数组名相当于指向数组第一个元素的指针。这里第一个元素不单单只一个数，可能是一个小数组(如上例)；

对于二维数组a，见下图；

a相当于指向数组的第0行那个小数组；

*a等价于a[0], 相当于让a下降了一级；

&a表示“指向二维数组”的指针，相当于上升的一级；

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当指针用作函数返回值时，必须保证返回的地址是有意义的！

举例:

#include<iostream>
using namespace std;

int *getInt1()
{
  int value1 = 20;
  return &value1;
}

int *getInt2()
{
  int value2 = 30;
  return &value2;
}

int main()
{
  int *p, *q;
  p = getInt1();
  q = getInt2();
  
  cout << *p << endl; //输出: 30
  return 0;
}

上述代码，编译出现警告。指针变量p存放了一个局部变量的地址，而局部变量的作用域只在函数内部，函数调用结束后即被释放(这半句话的表述不够准确，水平有限，暂时只能这么描述)。

解决办法: 将局部变量变为静态局部变量即可。或者也可以设为全局变量(不过这明显不是个好主意)。

int *getInt1()
{
  int static value1 = 20;
  return &value1;
}

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参考文献

cousera course: Introduction to Computing, by Li Ge