C语言指针2:数组名、二级指针、指针数组,一次把“指针和数组“讲透
2026/8/24 9:04:56 网站建设 项目流程

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写在前面:指针和数组,其实是"一家人"

上一讲我们把"地址"和"指针变量"搞明白了。这一讲,很多人会栽在两个地方:一是数组名到底是不是指针(一会儿说是、一会儿又说 sizeof 例外),二是二级指针、指针数组这些"套娃"到底怎么回事。其实只要抓住一句话——数组名在绝大多数情况下就是首元素地址——后面的"指针访问数组、数组传参、指针数组"就全都串起来了。这篇复盘,我按"先吃透数组名 → 再用指针玩数组 → 最后上二级指针和指针数组"的顺序,把这一讲重新捋了一遍,配上图,争取一次讲透。


一、数组名的理解

1.1 数组名就是首元素的地址

上一讲用指针访问数组时,我们都是这样写的:

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

&arr[0]拿到数组第一个元素的地址。但数组名arr本身就是地址,而且就是首元素的地址。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; }

输出结果两个地址一模一样,证明:数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址

1.2 但是有两个"例外"

有同学马上会问:如果数组名是首元素地址,那下面的代码怎么解释?

#include <stdio.h> int main() { int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; printf("%d\n", sizeof(arr)); // 输出 40,不是 4/8! return 0; }

输出是40(10 个 int × 4 字节)。如果arr是首元素地址,sizeof(arr)应该输出 4(32 位)或 8(64 位)才对。

所以,"数组名是首元素地址"这个说法基本对,但有两个例外

  • sizeof(数组名)sizeof里单独放数组名,这里的数组名表示整个数组,算的是整个数组的大小(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(整个数组的地址和首元素地址,+1 时的表现是有区别的,马上讲)。

除此之外,任何地方使用数组名,数组名都表示首元素的地址。

1.3 arr 和 &arr 到底差在哪

有好奇的同学再试这段:

#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; }

三个打印结果一模一样,都是同一个地址。那arr&arr有啥区别?+1就露馅了

#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:

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

看差值:

  • &arr[0]&arr[0]+14 个字节arrarr+1也差 4 字节——因为&arr[0]arr都是首元素地址+1就是跳过一个元素(一个 int 是 4 字节)。
  • &arr&arr+140 个字节——因为&arr整个数组的地址+1是跳过整个数组(10 个 int = 40 字节)。

🔑 结论:数组名是首元素地址,但有 2 个例外——sizeof(数组名)表示整个数组,&数组名表示整个数组的地址。&arr+1跳过整个数组,arr+1只跳过首元素。

二、使用指针访问数组

有了数组名的基础,再结合数组连续存放的特点,就能方便地用指针访问数组了:

#include <stdio.h> int main() { int arr[10] = {0}; int i = 0; int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); int* p = arr; // arr 就是首元素地址,直接赋给 p // 输入 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)); } return 0; }

既然arr是首元素地址,可以赋给p,那arrp在这里是等价的。那arr[i]能访问元素,p[i]能不能也访问呢?把上面输出里的*(p+i)换成p[i],一样能正常打印:

for(i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", p[i]); }

🔑 结论:p[i]本质上等价于*(p+i),同理arr[i]等价于*(arr+i)。数组元素的访问,编译器处理时也是"首元素地址 + 偏移量求出元素地址,再解引用",和指针是一回事。

三、一维数组传参的本质

先抛个问题:数组能传给函数,那能不能在函数内部求数组元素个数?

#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; }

运行发现:sz1是 10(正确),但函数里的sz2是错的(32 位下输出 1,因为 4/4)。函数内部没有正确获得数组元素个数

原因就是数组传参的本质:上一节我们说了,数组名是首元素地址;数组传参时传的是数组名,所以本质上传的是首元素的地址。函数形参部分应该用指针变量来接收首元素地址。既然形参本质是指针,sizeof(arr)在函数里算的就是一个地址的大小,而不是数组的大小。

所以函数形参写成数组形式还是指针形式,本质一样,都是指针

void test(int arr[]) // 参数写成数组形式,本质上还是指针 { printf("%d\n", sizeof(arr)); // 算的是指针变量大小 } void test(int* arr) // 参数写成指针形式 { printf("%d\n", sizeof(arr)); // 也是指针变量大小 } int main() { int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; test(arr); return 0; }

🔑 总结:一维数组传参,形参部分可以写成数组形式int arr[],也可以写成指针形式int* arr,两者等价。因为传的是首元素地址,所以函数里算不出数组长度,需要把元素个数另外传进来

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四、冒泡排序

冒泡排序的核心思想就一句:两两相邻的元素进行比较

方法 1(基础版)

#include <stdio.h> 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(优化版):加一个flag,如果某一趟一次都没交换,说明已经有序,直接提前结束,省掉后面的无用趟数:

#include <stdio.h> void bubble_sort(int arr[], int sz) { int i = 0; for(i = 0; i < sz-1; i++) { int flag = 1; // 假设这一趟已经有序 int j = 0; for(j = 0; j < sz-i-1; j++) { if(arr[j] > arr[j+1]) { flag = 0; // 发生交换,说明还无序 int tmp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = tmp; } } if(flag == 1) // 这一趟没交换,说明已有序,后面不用排了 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; }

这里正好用上了上一节"数组传参"的结论:bubble_sort的形参是int arr[],本质是指针,所以函数里求不了元素个数,必须把sz也传进去。

五、二级指针

指针变量也是变量,是变量就有地址。那指针变量的地址存放在哪?——二级指针

int a = 10; int* pa = &a; // pa 是"一级指针",存 a 的地址 int** ppa = &pa; // ppa 是"二级指针",存 pa 的地址

二级指针的运算就两条:

  • *ppa:对 ppa 里的地址解引用,找到的是pa,所以*ppa访问的就是pa
int b = 20; *ppa = &b; // 等价于 pa = &b;
  • **ppa:先*ppa找到pa,再对 pa 解引用*pa,找到的是a
**ppa = 30; // 等价于 *pa = 30; // 等价于 a = 30;

🔑 一句话:*ppa就是pa**ppa就是a。每一层*都往"指向的对象"走一层。

六、指针数组

指针数组是"指针"还是"数组"?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——那指针数组,就是存放指针的数组

int* parr[3]; // 有 3 个元素的数组,每个元素都是 int* 类型(存放 int 的地址)

指针数组的每个元素都用来存放地址(指针),每个元素又是一个地址,可以指向一块区域。

判断"数组"还是"指针"的小技巧:看*[]谁离名字近。int* parr[3]里,parr先和[3]结合,所以它是数组,数组里放的是int*。而int (*parr)[3](数组指针,下一讲)是parr先和*结合,是指针。

七、指针数组模拟二维数组

指针数组的每个元素可以指向一块区域,那就可以用它模拟出"二维数组"的效果:

#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}; // 数组名是首元素地址,类型是 int*,可以放进 parr 数组 int* parr[3] = {arr1, arr2, arr3}; int i = 0, j = 0; for(i = 0; i < 3; i++) { for(j = 0; j < 5; j++) { printf("%d ", parr[i][j]); } printf("\n"); } return 0; }
  • parr[i]访问的是parr数组的元素,parr[i]找到的这个元素(一个指针)指向了一个整型一维数组;
  • parr[i][j]就是那个整型一维数组里的元素。

注意:上面只是模拟出了二维数组的效果,实际上它并非真正的二维数组,因为每一行(arr1/arr2/arr3)在内存里并不是连续的。真二维数组是整块连续的,这个区别下一讲会再展开。

总结

最后把这一讲的骨架拎出来:

  1. 数组名:绝大多数情况是首元素地址;只有sizeof(数组名)&数组名两个例外(都表示整个数组)。arr+1跳过 1 个元素,&arr+1跳过整个数组。
  2. 指针访问数组arr[i]==*(arr+i)p[i]==*(p+i),数组下标本质是"首地址 + 偏移再解引用"。
  3. 数组传参:传的是首元素地址,形参int arr[]int* arr等价;函数里求不了数组长度,要把sz另外传进去。
  4. 冒泡排序:两两相邻比较;加flag优化,某一趟没交换就提前结束。
  5. 二级指针:指针变量的地址用二级指针存;*ppapa**ppaa
  6. 指针数组:存放指针的数组,每个元素是一个地址;可用它模拟二维数组(但行与行不连续)。

一句话收尾:把"数组名 == 首元素地址"这句话刻进脑子,这一讲的内容就全打通了。

拓展学习

  • 数组指针int (*p)[3]与指针数组的区别(《深入理解指针(3)》会继续讲)
  • 一维/二维数组在内存中的真实排布,以及真正的二维数组怎么用指针访问
  • 函数指针与回调函数(后续章节)
  • 上一讲:深入理解指针(1)(地址、指针变量、const、野指针、传址调用)

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