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5．8 指针与数组的关系

C++中指针与数组关系密切，几乎可以互换使用。数组名可以看成常量指针，指针可以进行任何有关数组下标的操作。

编程技巧5. 4

操作数组时用数组符号而用指针符号。尽管程序编译时间可能稍长一些．但程序更加清晰。

假设声明了整数数组b[ 5 ]和整数指针变量bPtr。由于数组名(不带下标)是数组第一个元素的指针．因此可以用下列语句将bPtr设置为b数组第一个元素的地址：

bPtr = b；

这等于取数组第一个元素的地址，如下所示：

bPtr= &b[ O ]；

数组元素b[3]也可以用指针表达式引用：

*( bPtr + 3 )

上述表达式中的3是指针的偏移量(offset)。指针指向数组开头时，偏移量表示要引用的数组元素，偏移量值等于数组下标。上述符号称为指针/偏移量符号(pointer／offset notation)。括号是必需的，因为*的优先顺序高于+的优先顺序。如果没有括号，则上述表达式将表达式*bPtr的值加上3(即3加到b[0]中，假设bPtr指向数组开头)。就像数组元素可以用指针表达式引用一样，下列地址：

&b[ 3 ]

可以写成指针表达式：

bPtr + 3

数组本身可以当作指针并在指针算法中使用。例如，下列表达式：

*( b + 3)

同样引用数组元素b[3]。一般来说，所有带下标的数组表达式都可以写成指针加偏移量，这时使 用指针／偏移量符号，用数组名作为指针。注意，上述语句不修改数组名，b还是指向数组中第一个元素指针和数组一样可以加下标。例如，下列表达式：

bPtr[ 1 ]

指数组元素b[1]．这个表达式称为指针／下标符号(pointer／subscript notation)。

记住，数组名实际上是个常量指针，总是指向数组开头。因此下列表达式：

b += 3

是无效的，因为该表达式试图用指针算法修改数组名的值。

常见编程错误5．14

尽管数组是指向数组开头的S针，而指针可以在算术表达式中修改，但数组名不可以在算术表达式中修改，囚为数组名实际上是个常量指针。

图5. 20的程序用我们介绍的四种方法引用数组元素(数组下标、用数组名作为指针的指针／偏移量符号、指针下标和指针的指针／偏移量符号，打印数组的的4个元素)。

要演示数组和指针的互换性，还可以看看程序5．21中的两个字符串复制函数copy1和copy2。

这两个函数都是将字符串复制到字符数组中。比较copy1和copy2的函数原型可以发现，函数基本相同(由于数组和指针具有互换性)。这些函数完成相同的任务，但用不同方法实现。

 // Fig. 5.20: f~g05_20.cpp
 // Using subscripting and pointer notations with arrays
 #include < iostream.h>
 int main()
{
   int b[] = { 10, 20, 30, 40 } ;
   int *bPtr = b;  // set bPtr to point to array b
   cout << "Array b printed with:\n"
       << "Array subscript notation\n";
  for(int i = 0; i < 4; i++ ),
     cou << "b[ " << i <<  "] = << b[ i ] << '\n';
   cout << "\nPointer/offset notation where\n"
       << "the pointer is the array name\n";
   for (int offset = 0; offset < 4; offset++ )
      cout << "* (b +" << offset << ") ="
           << *( b + offset ) << '\n';
   cout << "\nPointer subscript notation\n";
   for ( i = 0; i < 4; i++ )
     cout << "bPtr[" << i << "] =" << bPtr[ i ] << '\n';
   cout << "\nPointer/offset notation\n";
   for ( offset = 0; offset < 4; offset++ )
     cout << "*(bPtr + "<< offset << ") ="
          << * ( bPtr + offset ) << '\ n';
   return 0;
 

输出结果：

Array b Printed with:

Array subscript notation

Pointer/offset notation where

the pointer is the array name

* (b + 0) = 10

* (b + 1) = 20

* (b + 2) = 30

Pointer subscript notation

bPtr[ 0 ] = 10

bPtr[ 1 ] = 20

bPtr[ 2 ] = 30

Pointer/offset notation

*(bPtr + 0) = 10

*(bPtr + 1) = 20

*(bPtr + 2) = 30

图5．20 用我们介绍的四种方法引用数组元素

 // Fig. 5.21: figOS_21.cpp
 // Copying a string using array notation
 // and pointer notation.
 #include 
 void copy1( char *, const char * );
 void copy2( char *, const char * );
  int main()
 {
       string3[ 10 ], string4[] = "Good Bye";
   copy1( string1, string2 );
   cout << "string1 =" << string1 << endl;
   copy2( string3, string4 );
   cout << "string3 = "<< string3 << endl';
   return 0;
 }
 // copy s2 to sl using array notation
 void copy1( char *s1, const char *s2 )
 {
   for ( int i = 0; ( s1[ i ] = s2[ i ] ) != '\0'; i++ )
     ;  // do nothing in body
 }
 // copy s2 to sl using pointer notation
 void copy2( char *s1, const char *s2 )
 {
   for ( ; ( *s1 = *s2 ) != '\0'; s1++, s2++ )
      ;  // do nothing in body
 }

输出结果:

string1 = Hello

图5．21 使用数组和指针符号复制字符串

函数copy1用数组下标符号将s2中的字符串复制到字符数组s1中。函数声明一个作为数组下标的整型计数器变量i。for结构的首部进行整个复制操作，而for结构体本身是个空结构。首部中指定i初始化为0，并在每次循环时加1。for的条件“(s1[i]=s2[i])!='\0',从s2向s1一次一个字符地进行复制操作。遇到s2中的null终止符时，将其赋给s1，循环终止，因为null终止符等于'\0'。

记住．赋值语句的值是赋给左边参数的值。

函数copy2用指针和指针算法将s2中的字符串复制到s1字符数组。同样是在for结构的首部进行整个复制操作．首部没有任何变量初始化。和copy1中一样，条件(*s1=*s1)!='\0'进行复制操作。

复引用指针s2，产生的字符赋给复引用的指针s1。进行条件中的赋值之后，指针分别移到指向s1数组的下一个元素和字符串s2的下一个字符。遇到s2中的null终止符时，将其赋给s1，循环终止。

5．9 指针数组

数组可以包含指针，这种数据结构的常见用法是构成字符串数组，通常称为字符串数组(stringarray)。字符串数组中的每项都是字符串，但在C++中，字符串实际上是第一个字符的指针。因此，字符串数组中的每项实际上是字符串中第一个字符的指针。下列字符串数组suit的声明可以表示一副牌：

char‘*suit[ 4 ] = { "Hearts"，"Diamonds"，"Clubs"，"Spades"}；

声明的suit[4]部分表示4个元素的数组。声明的char*部分表示数组suit的每个元素是char类型的指针。数组中的4个值为”Hearts'’、”Diamonds”、”Clubs”和”Spades”。每个值在内存中存放成比引号中的字符数多一个字符的null终上字符串。4个字符串长度分别为7、9、6、7。尽管这些字符串好像是放在suil数组中，其实数组中只存放指针(如图5．22)。每个指针指向对应字符串中的第一个字符。这样，尽管：suit数组是定长的，但可以访问任意长度的字符串，这是C++强大的数据结构功能所带来的灵活性。

图5. 22 suit数组的图形表示

suit字符串可以放在双下标数组中，每一行表示一个suit，每一列表示suit名的第一个字符、这种数据结构每一行应有固定列数，能够放下最长的字符串。因此，存放大量字符串而大部分字符串长度均比最长字符串短许多时，可能浪费很多内存空间。我们将在下一节用字符串数组帮助整理一副牌。