谈Ｃ语言中指针、地址和数组的相互关系

刘林香　许燕青　江忠君

[摘要]在学习C语言过程中，指针、地址和数组是最富有特色的内容，特别是指针、地址和数组之间相互关系更具有特色。掌握它们之间的相互关系将有助于C语言其他内容的学习，因此学好这部分内容是掌握C语言的关键。主要用图示法阐述指针和地址、指针和数组之间的联系。

[关键词]C语言 指针 地址 数组 图示法

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120049－01

指针是C语言中一个最重要概念之一，指针变量是用来存放另外一个变量地址，通过指针变量可以间接引用另外一个变量的内容。数组是由若干个元素按一定顺序关系组合而成的集合体，即数组中的每一个元素都属于同一个数据类型，数组名则是数组元素的首地址，用户在编程中用一个数组名和下标来唯一确定数组中的每一个元素。所以，指针、地址和数组以及它们之间的相互关系构成C语言最有特色部分。

一、指针和地址

（一）指针变量的定义

在程序中定义了一个变量，那么在计算机内不仅定义了该变量的类型、名称，而且还在内存中分配了一块存储区域，这块存储区域的首地址称为该变量的指针。变量的值就存放在这块区域之中，在计算机内部，通过访问或修改这块区域的内容来访问或修改相应的变量。Turbo C语言中，对于变量的访问形式之一，就是先求出变量的地址，然后再通过地址对它进行访问。

指针变量的一般定义为：

类型标识符*标识符；

其中“标识符”是指针变量的名字，标识符前加了“*”号，表示该变量是指针变量，而最前面的“类型标识符”表示该指针变量所指向的变量的类型。一个指针变量只能指向同一种类型的变量，也就是说，我们不能定义一个指针变量，既能指向一整型变量又能指向双精度变量。如定义了一个指针变量int*ip；说明该指针变量ip为指向整数的指针，用它存放整型变量的地址。

（二）指针变量的引用

指针变量中只能存放地址，因此，在使用中不能将一个整数赋给一指针变量。如：

int *ip;ip=80；这种赋值是错误的。可以这样定义：

int i=100,x；int *ip；

定义了两个整型变量i，x，还定义了一个指向整数的指针变量ip。i,x中可存放整数，而ip中只能存放整型变量的地址。通过地址运算“&”可以把i的地址赋给ip：

ip=&i

此时指针变量ip就指向整型变量i，假设变量i的地址为1600，这个赋值可理解为图1所示的联系。

可以通过指针变量ip间接访问变量i，如：

x=*ip;

运算符*访问以ip为地址的存储区域，而ip中存放的是变量i的地址，因此，*ip访问的是地址为1600的存储区域，它就是i所占用的存储区域，所以上面的赋值表达式等价于

x=i;

另外，指针变量和一般变量一样，存放在它们之中的值是可以改变的，也就是说可以改变它们的指向，假设

Int i,j,*p1,*p2;

i=10 ;

j=20 ;

p1=&i

p2=&j

通过图示法阐述如下：

如图2所示，采用图示法展示出普通变量i、j和指针变量p1、p2之间的关系，指针其实是内存地址，而内存中的单元是按字节编址（每个地址编码对应一个字节空间），从图中可以看出整型变量i和j分别占用两个字节的内存空间。同时也可以看出每个指针变量也是占用两个字节的空间，因为每个指针变量都是存储一个地址码。

通过指针访问它所指向变量的值是以间接访问的形式进行的，所以比直接访问一个变量要多费时间，而且不直观，因为通过指针要访问哪一个变量，取决于指针的值（即指向），例如“*p2=*p1;”实际上就是“j=i;”，前者不仅速度慢而且目的不明。但由于指针是变量，可以通过改变它们的指向，以间接访问不同的变量的值，这给程序员带来灵活性，也使程序代码编写得更为简洁、高效。

二、指针和数组

指针和数组有着密切的关系，任何能由数组下标完成的操作也都可用指针来实现，而且使用指针处理数据，有助于产生占用空间小，运行速度快且高质量的目标代码。

（一）指向数组元素的指针

在C语言中，数组的指针就是数组的起始地址（也就第一个元素的地址），如：

int a[10],*p；

对于数组a[i]表示数组a的第i+1个变量，a是数组名表示该数组的首地址，为常量，即a与&a[0]等价，而p=a则将数组a的首地址&a[0]赋给指针变量p。通过p来访问数组元素时要注意以下问题：

1．P，a与&a[0]它们是等价的，都表示数组a的首地址。

2．p[i]和a[i]都是代表该数组的第i+1个元素。

3．p+i和a+i代表了第i+1个元素的地址，所以我们也可以使用*(p+i)和*(a+i)来引用对象元素。

4．表达式p+1为指向p的下一个存储单元，即a[0]下一个元素a[1]的存储单元，也就是p+1等价于&a[1]。

（二）指向二维数组的指针

为了说明问题，假设有如下程序段：

int a[3][5]={{1,2,3,4,5},{6,7,8,9,10},{11,12,13,14,15}},i,j,*p;

P=&a[0][0];

A为二维数组名，此数组有3行5列，共15个元素。也可这样来理解，数组a由三个元素组成：a[0]，a[1]，a[2]。而每个元素又是一个一维数组，且都含有5个元素（相当于5列），例如，a[0]所代表的一维数组所包含的5个元素为a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]，a[0][3]，a[0][4]。数组名a也代表二维数组的首地址，也可看成是二维数组第0行的首地址。a+1就代表第1行的首地址，a+2就代表第2行的首地址。如果此二维数组的首地址为1000，由于第0行有5个整型元素，所以a+1为1010，a+2也就为1020，如图3所示。

把a[0]，a[1]，a[2]看成是一维数组名，可以认为它们分别代表它们所对应的数组的首地址，也就是讲，a[0]代表第0行中第0列元素的地址,即&a[0][0]，a[1]是第1行中第0列元素的地址，即&a[1][0]，根据地址运算规则，a[0]+1即代表第0行第1列元素的地址，即&a[0][1]，a[i]+j即代表第i行第j列元素的地址，即&a[i][j]。将指针p指向二维数组a的首地址，p+1就指向下一个元素，由于每行5个元素，p+i*5+j就是第i行第j列元素的地址。

参考文献：

[1]谭浩强，C程序设计（第二版），北京：清华大学出版社，1999.

[2]严桂兰，C语言程序设计与应用教程，福建：厦门大学出版社，2001.