C 语言指针与数组

在理解指针与数组的各自含义之后，需要弄清二者在表达式中的联系：数组名在多数情况下表示首元素地址，因而可与指针算术、解引用配合使用；但数组与指针在类型与 sizeof 等行为上并不完全相同。

数组名与首元素地址

下列程序用三种方式打印字符数组各元素的地址与值：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char vowels[] = {'A', 'E', 'I', 'O', 'U'};
    char *pvowels = vowels;
    int i;

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("&vowels[%d]: %p | pvowels+%d: %p | vowels+%d: %p\n",
               i, (void *)&vowels[i], i, (void *)(pvowels + i), i, (void *)(vowels + i));
    }

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("vowels[%d]: %c | *(pvowels+%d): %c | *(vowels+%d): %c\n",
               i, vowels[i], i, *(pvowels + i), i, *(vowels + i));
    }
    return 0;
}

典型输出中，&vowels[i]、pvowels + i、vowels + i 的地址一致；相邻 char 元素地址相差 1 字节。

可归纳两点：

• vowels、&vowels[0]、vowels + 0 均指向首元素。
• 在表达式中，数组名常退化为指向首元素的指针；该指针为指针常量，不能对数组名重新赋值（例如 vowels = … 非法）。

数组与指针并非同一类型

• 数组名不是可修改的指针变量；指针变量可以改指向其他对象。
• 在定义数组的作用域内，sizeof(数组名) 为整个数组的字节数；数组作为函数参数传入后退化，sizeof 不再表示元素个数，见数组作为函数参数。
• 遍历与访问时，arr[i] 与 *(arr + i) 写法可互换，但类型与生命周期规则仍须区分。

用指针遍历数组

int arr[5] = {2, 4, 8, 12, 16};
int *p = arr;

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", *(p + i));
}
printf("\n");

也可移动指针本身，注意循环上界应基于元素个数，避免越过数组末尾：

for (int *p = arr; p < arr + 5; p++) {
    printf("%d ", *p);
}
printf("\n");

指针加 1 时，地址增加量为所指类型的大小（例如 int * 加 1 跳过 sizeof(int) 字节）。

边界与安全

无论使用下标还是指针算术，都必须保证访问范围在数组有效元素之内；越界读写在 C 语言中属于未定义行为。

本节说明了数组名与指针在访问上的对应关系及二者差异。下一节介绍如何通过指针形参在函数中修改调用方的变量，见按地址传参。