第五章 指向数组的指针

 

讲到第五章了，数组两个字还离不开我们的左右，数组的内容也真多，另一方面也因为数组与指针的关系的确非常密切。

        通常，对于int a[8][9]这个二维数组，我们可以这样定义一个指向它的指针：

int (*p)[9];

这个声明的形式跟人们所熟悉的int *p的形式大相庭径，初学者通常会感到迷惑，不理解的地方大致有四个：

1。为什么会以这种形式声明？

2。(*p)应该如何理解？

3。为什么必须把第二维显式地声明？

4。为什么忽略第一维？

下面我们就一起逐个讨论这四个问题：

1。这种形式是C标准的声明语法规定的，由于本章不是对标准的解释，只是对标准的应用，因此笔者尽量以简洁的方式解释这个声明，详细的讨论将在第七章进行。C标准的声明包含了两部分：

声明：

声明说明符  初始化声明符表opt      (opt的意思是可选)

在声明说明符里面有一项类型说明符，int就是这种类型说明符。而初始化声明符表里面的其中一种形式，就是：

直接声明符 [常量表达式opt]

(*p)[9]就是这种直接声明符加[]的形式。

2。p左边的*在这里不是取值运算符，而是一个声明符，它指出p是一个指针。而()括号是不能去掉的，如果去掉了，由于[]运算符优先级比*高，p就会先跟[]结合，这样p就变成了一个指针数组，而不是指向数组的指针。

题外话：

*p还有一种用法，就是当*是取值运算符的时候，*p是一个左值，表示一个变量，为什么*p是一个变量呢？也许有人会说，因为int i, *p=&i嘛，其实这是结果不是原因。严格来说，i只是一个变量名，不是变量，在编译器的符号表里面，变量名是一个符号地址，它所代表的地址值是它指向的那段内存单元的地址，真正叫变量的是那段内存单元，懂汇编的朋友能很容易地区分出来，在汇编里面，可以这样定义一个变量名：

VARW  DW  10,20

VARW就是一个变量名，它在汇编里面是一个地址，代表了10所在的内存单元这个变量。由于p被初始化为&i，*p指向i所代表的那段内存单元，因此说*p是一个变量。把i称为变量是一种习惯上的统称。

3。定义一个指针的时候，首先必须定出指针的类型，由于这是一个指向数组的指针，如果数组的元素的类型定下来了，那么这个指针的类型也就定下来了。前面说过，C语言的多维数组实质上是数组的嵌套，那么所指向数组的元素必定具有数组类型，也就是说，这个数组的元素是一个具有6个int元素的数组，因此，p定义的时候，必须指定第二维的上界，这样才能把p的类型定下来。

4。有这种疑问的人已经犯了一个错误，没有分清楚什么是指针，什么是数组，以数组的思维模式来看待这个指针p。定义一个数组（非static）的时候，需要在栈中静态分配一块内存，那么就需要知道这块内存的大小，因此定义数组时需要确定各维的上界。而这里只是定义一个指针而已，对于一个指针的定义，需要知道的是它所指向对象的类型，并不需要知道对象的大小，这是多余的。因此，所有指向数组的指针的第一维被忽略。

        以上介绍了如何声明一个指向二维数组的指针，类似地，对一个指向n维数组的指针也可以用同样的方法来声明，如下：

int (*p)[x2][x3]......[xn];

同样可以忽略第一维，而其它维必须指定上界。

        最后再讨论一种很常见的对多维数组的错误理解，有些人常常会以为，二维数组就是二级指针，这种错误的根源，来自于可以把一个二级指针int **p以p[i][j]这种形式使用。首先把数组称为指针就是错误的，第一章笔者已经说明了数组名是地址，不能理解为指针。第二，并非能以p[i][j]这种形式使用，那么p就是一个二维数组了，C标准对数组引用的规定，并没有指定数组引用时[]运算符的左边必须是数组名，而可以是一个表达式。第三，这是一种“巧合”，归根到底是由于C语言的数组实现是数组的嵌套同时C标准把[]运算符转换为类似*(*(a+i)+j)这样的等价表达式造成的，那两个取值运算符“恰好”可以用于一个二级指针。第四，p与p[i]并不具有数组类型，sizeof(p)和sizeof(p[i])的结果只是一个指针的大小4字节。而对于一个真正的数组，p与p[i]都是具有数组类型的地址。

        实际上，int **p只是一个指向一维指针数组的指针，而不是指向二维数组的指针。同样地，对于n级指针，都可以看作一个指向一维指针数组的指针，这个指针数组的元素都是n-1级指针。