【C++】指针与数组

本小节时数组与指针的笔记，主要理解下表运算符的作用、数组名何时退化为指针以及不退化的情况、数组指针和首元素指针的区别、数组指针与数组名之间的关系、字符串数组与其他普通数组的区别等。

1 基础概念理解

• 下表运算符[ ]的理解：下标运算符的根本意义应该就是取出某个指针所存储的地址。因此p[n]的含义就是相对于指针向后移动sizeof(typep)*n，而后取出其中的元素。实际上，p[3]等价于*(p+3)。

2 数组名是否退化为指针

int arr[5] = {1,2,3,4,5};//以此为例

• 数组名不退化为指针的情况
  1. sizeof(arr)
  2. 初始化 int arr[5] = {1,2,3}
  3. 取地址 &arr获得的是数组地址
  4. Alignof
• 数组名退化为指针的情况
  1. 参数传递：void func(char arr[5], char *p, char arr1[])函数中三种形式的数组参数形式上不同，但是实际上是等价的
  2. 二维数组：二维数组char s[10][8]数组首元素是一维数组，因此退化成&s[0]指针

3 数组指针与数组引用的定义

数组指针：int (\*p)[5]=&arr;，指针类型为int(*)[5]
数组引用：int (&s)[5]=arr，引用类型为int(&)[5]

定义的数组是对象数组的时候，要注意是否存在默认构造函数，因为在数组内部进行的是默认初始化。

4 首元素地址(指针)和数组地址(指针)

4.1 两种指针的异同

int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int *p1 = &arr[0];//首元素地址
int (*p2)[5] = &arr; //数组地址

p1为指向首元素地址的指针，而p2是指向整个数组地址的指针。其异同之处是，p1和p2存储的值相同，但是p1和p2指针类型不同，前者为int*类型，后者为int(*)[5]类型。此异同之处使得：

1. (p1+1)和(p2+1)不同
   指针是一个变量，其不仅有保存的地址，还有类型。此类型决定了其占用多大空间，其移动一次走多大步长。

2. p2[0]实际上等价于arr退化后的指针。此情况就是上述指针退化的第二种情况。

4.2 如何理解int(\*p)[5]=&arr？

1. 对数组名其地址我们可以将p理解为二级指针。角度有二，首先arr在多种情况话会退化为指针，类型为int*，说明两者在某种情况下是相通的，&arr可看作在一级指针的基础上再次取地址，因此p就作为二级指针；其次看此指针的类型为int (*)[5]已经是二维数组的形式，在int main(int argc, char* argv[])中，参数argv实际上就是字符串指针数组 char&argv[3]={"123","456","789"}。
2. p与[ ]的关系。p是数组指针，此时并没有退化，但是p[0]就变成了int*类型，实际上就是arr退化后的指针类型。p[0][0]=arr[0]。

   int arr[] = {1,2,3,4,5};
   int *p1 = *arr[0]; //首元素指针，int*
   int (*p2)[5] = &arr; //数组指针，int(*)[5]
   int *p3 = p2[0];//首元素指针，int*
   cout << p4[1] <<endl; //2
   cout << arr[1] <<endl; //2
   

5 字符串数组与普通数组(int)的区别

与其他普通数组相比，字符串数组多了三个地方：

1. 结尾存储\0作为字符串结尾标识符，因此申请空间常常要多考虑；
2. 初始化数组时，字符串数组可以直接使用字面量字符串直接初始化，自动在末尾添加\0。因此字符串有效字符的长度要小于数组的长度。
3. 字符串数组或指针打印，字符串数组或指针能够直接输出字符串，而其他普通数组只能够输出单个元素，指针只能输出指针的内容。

   //初始化
   char s[5] = "1234";//正常初始化：1,2,3,4,\0
   chars1[5] = "12345";//报错
   char*p = "asd";
   
   //打印
   cout << s <<endl;
   cout << p <<endl;
   

总结：

1. p[n]的作用类似与*(p+n)
2. 数组名在sizeof、初始化、取地址时不退化，在做函数参数、获取二维数组的首元素(一维数组)时退化
3. 数组指针的首元素等价于数组名退化后的指针
4. 字符串数组与其他数组最主要的区别在于能够直接用字符串初始化