之前在項(xiàng)目里排查一個內(nèi)存越界問題最后定位到某位同學(xué)把數(shù)組名當(dāng)指針用還總覺得兩者是一回事。這種誤區(qū)在 C 語言初學(xué)者中實(shí)在太常見了甚至不少工作幾年的開發(fā)者在筆試?yán)镉龅絪izeof(arr)和sizeof(ptr)的對比題依然會猶豫一下。這篇文章就把“數(shù)組名”和“指針”這兩個概念徹底拆開講一遍。先講它們?yōu)槭裁慈菀妆换煜購膕izeof、、函數(shù)傳參、下標(biāo)訪問、二維數(shù)組等多個維度做對比最后給出一批筆試和面試中經(jīng)常出現(xiàn)的坑題并附上完整的代碼示例和運(yùn)行結(jié)果。如果你是正在學(xué)習(xí) C 語言的新手或者準(zhǔn)備校招筆試、考研復(fù)試這篇文章值得完整看一遍。1. 數(shù)組名到底是什么我們先從最基礎(chǔ)的問題開始數(shù)組名真的只是一個“裝地址的變量”嗎在 C 語言中數(shù)組名并不是一個普通的指針變量。它代表的是整個數(shù)組對象本身也就是一段連續(xù)的、已經(jīng)分配好內(nèi)存空間的數(shù)據(jù)集合。int arr[5];上面這條語句會向系統(tǒng)申請一塊可容納 5 個int的連續(xù)內(nèi)存空間。而arr這個標(biāo)識符指的是這塊連續(xù)內(nèi)存本身它不是一個單獨(dú)的變量也沒有為它額外分配一塊專門存儲地址的空間。說得再直白一點(diǎn)數(shù)組名是這塊內(nèi)存區(qū)域的一個“名字”而不是“存放地址的盒子”。那為什么很多人會把數(shù)組名當(dāng)作指針呢因?yàn)?C 語言在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定了一個非常重要的規(guī)則在絕大多數(shù)表達(dá)式中數(shù)組名會“退化為”指向其首元素的指針。這里的關(guān)鍵詞是“絕大多數(shù)”。也就是說這個退化規(guī)則是有例外情況的而這些例外恰恰是筆試中最愛挖坑的地方。先看下面這段代碼#include stdio.h int main(void) { int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5}; int *p arr; printf(sizeof(arr) %zu\n, sizeof(arr)); printf(sizeof(p) %zu\n, sizeof(p)); return 0; }在 64 位 Linux 環(huán)境下輸出結(jié)果為sizeof(arr) 20 sizeof(p) 8在 32 位環(huán)境下輸出的可能是sizeof(arr) 20 sizeof(p) 4int占 4 字節(jié)arr[5]總大小是 20 字節(jié)所以sizeof(arr)計(jì)算的是整個數(shù)組的大小。而p只是一個指向int的指針變量無論它指向哪里指針變量本身只占一個指針大小的空間。這就是“數(shù)組名和指針不是一回事”的第一個鐵證sizeof對數(shù)組名求出的是整個數(shù)組的字節(jié)數(shù)對指針求出的是指針變量自身的字節(jié)數(shù)。2. 環(huán)境準(zhǔn)備與運(yùn)行說明在正式展開代碼對比之前先把本文示例的運(yùn)行環(huán)境說明一下方便你復(fù)現(xiàn)運(yùn)行結(jié)果。本文所有示例都基于以下環(huán)境如果你本機(jī)環(huán)境不同可能需要把輸出結(jié)果的細(xì)節(jié)做相應(yīng)調(diào)整項(xiàng)目說明操作系統(tǒng)Ubuntu 20.04 x86_64 / Windows 10 / 11編譯器GCC 9.4 或更高版本W(wǎng)indows 下可用 MinGWC 標(biāo)準(zhǔn)C99 / C11IDEVS Code C/C 插件或 CLion、Visual Studio如果電腦里還沒有 C 語言編譯環(huán)境推薦先安裝 GCC# Ubuntu / Debian sudo apt update sudo apt install gcc # CentOS / RHEL sudo yum install gcc # Windows # 推薦安裝 MinGW-w64然后把 bin 目錄加入 PATH安裝完成后可以用下面命令確認(rèn)版本gcc --version編譯運(yùn)行本文代碼的方式也很簡單gcc -stdc11 -Wall test.c -o test ./test在 Windows 下則是gcc -stdc11 -Wall test.c -o test.exe test.exe加上-Wall可以輸出更多編譯警告這在學(xué)習(xí)數(shù)組名和指針的坑時(shí)非常有幫助很多隱患在編譯階段其實(shí)就能看到。3. 數(shù)組名與指針的核心區(qū)別這一節(jié)是整篇文章的核心我把數(shù)組名和指針在 C 語言中的關(guān)鍵行為差異逐條拆開講解。3.1 本質(zhì)不同數(shù)組名是對象指針是變量用一句話概括數(shù)組名代表一塊連續(xù)內(nèi)存區(qū)域的名字指針是一個用來保存地址的變量。這意味著數(shù)組名不是一個變量所以不能對數(shù)組名執(zhí)行自增、自減、賦值操作。指針是變量所以指針可以重新指向其他地方可以執(zhí)行p、p--等操作。數(shù)組名在表達(dá)式求值時(shí)通常會被隱式轉(zhuǎn)換成指向首元素的指針但這個轉(zhuǎn)換發(fā)生在“使用時(shí)”并不會改變數(shù)組名本身的屬性。下面這段代碼能很好地說明問題#include stdio.h int main(void) { int arr[3] {10, 20, 30}; int *p arr; printf(p %p\n, (void *)p); p; // 合法指針可以自增 printf(after p: p %p, *p %d\n, (void *)p, *p); // arr; // 編譯錯誤數(shù)組名不是可修改的左值 int *q arr; q arr 1; // 合法arr 1 會退化為指針參與運(yùn)算 printf(*(arr 1) %d\n, *(arr 1)); return 0; }這段代碼里如果打開被注釋掉的arrGCC 會直接報(bào)錯error: lvalue required as increment operand這個錯誤的含義是數(shù)組名不是可修改的左值不能對它做自增運(yùn)算。但p完全沒問題因?yàn)閜是一個真正的指針變量。再看一個隱藏得更深的地方。有人會覺得“既然數(shù)組名會退化為指針那我把數(shù)組名賦值給指針不就行了”這確實(shí)可以但要注意這種賦值只復(fù)制了“首元素地址”并沒有復(fù)制整個數(shù)組。int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5}; int *p arr; p[2] 100; printf(%d\n, arr[2]); // 輸出 100因?yàn)閜和arr操作的是同一塊內(nèi)存p[2] 100等價(jià)于*(p 2) 100也就是直接修改arr[2]所在的內(nèi)存。這是因?yàn)閜保存了數(shù)組首元素的地址所以兩者操作的是同一塊內(nèi)存區(qū)域。這并不表示“數(shù)組名就是指針”只表示“指針可以保存數(shù)組首元素的地址”。3.2 sizeof 操作最直觀的區(qū)別sizeof是筆試中出現(xiàn)頻率最高、區(qū)分度最大的一個考察點(diǎn)。先看這個經(jīng)典的對比示例#include stdio.h int main(void) { char a1[10]; char *p1 a1; printf(sizeof(a1) %zu\n, sizeof(a1)); // 10 printf(sizeof(p1) %zu\n, sizeof(p1)); // 8 或 4 short a2[8]; short *p2 a2; printf(sizeof(a2) %zu\n, sizeof(a2)); // 16 printf(sizeof(p2) %zu\n, sizeof(p2)); // 8 或 4 return 0; }輸出結(jié)果sizeof(a1) 10 sizeof(p1) 8 sizeof(a2) 16 sizeof(p2) 8解釋如下sizeof(a1)在編譯期就能確定等于char大小乘以元素個數(shù)也就是1 * 10 10。sizeof(a2)等于short大小乘以元素個數(shù)即2 * 8 16。sizeof(p1)和sizeof(p2)都是指針變量本身的大小和它們指向的目標(biāo)類型無關(guān)只與系統(tǒng)尋址位數(shù)有關(guān)。這里有一個關(guān)鍵知識點(diǎn)sizeof是編譯期運(yùn)算符而不是函數(shù)。它不會去訪問內(nèi)存而是在編譯期間直接計(jì)算出來。當(dāng)操作數(shù)是數(shù)組名時(shí)sizeof計(jì)算整個數(shù)組的大小當(dāng)操作數(shù)是指針變量時(shí)sizeof計(jì)算該指針變量自身的存儲大小。還有一個容易被忽略的細(xì)節(jié)在 C 語言中sizeof作用于數(shù)組名時(shí)數(shù)組名不會退化為指針。這正是“數(shù)組名在某些上下文中不退化”的典型例外。3.3 數(shù)組名與指針類型完全不同再看另一個經(jīng)典考點(diǎn)arr和p。#include stdio.h int main(void) { int arr[5] {0}; int *p arr; printf(arr %p\n, (void *)arr); printf(arr %p\n, (void *)arr); printf(p %p\n, (void *)p); printf(p %p\n, (void *)p); printf(arr 1 %p\n, (void *)(arr 1)); printf(arr 1 %p\n, (void *)(arr 1)); printf(p 1 %p\n, (void *)(p 1)); return 0; }運(yùn)行結(jié)果示例arr 0x7ffd2b5a6e30 arr 0x7ffd2b5a6e30 p 0x7ffd2b5a6e30 p 0x7ffd2b5a6e28 arr 1 0x7ffd2b5a6e34 arr 1 0x7ffd2b5a6e44 p 1 0x7ffd2b5a6e34我們來一步步分析這個結(jié)果arr的值和arr的值在實(shí)際地址數(shù)值上是相同的都是數(shù)組首元素的地址。但它們的類型完全不同。arr的類型是int *指向int的指針。arr的類型是int (*)[5]指向含 5 個元素的數(shù)組的指針。arr 1的地址值比arr大sizeof(int)即 4 字節(jié)因?yàn)樗赶蛳乱粋€int元素。arr 1的地址值比arr大sizeof(int[5])即 20 字節(jié)因?yàn)樗赶蛘麄€數(shù)組的下一塊內(nèi)存。寫成代碼理解起來更清晰#include stdio.h int main(void) { int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5}; printf(arr %p\n, (void *)arr); printf(arr 1 %p\n, (void *)(arr 1)); // 差 4 字節(jié) int (*pArr)[5] arr; // pArr 指向整個數(shù)組 printf(arr %p\n, (void *)arr); printf(arr 1 %p\n, (void *)(arr 1)); // 差 20 字節(jié) return 0; }這個差異非常關(guān)鍵。筆試中如果問“arr 1和arr 1有什么區(qū)別”答案是arr 1移動到下一個元素地址。arr 1直接跳過整個數(shù)組指向數(shù)組末尾的下一個地址。為了驗(yàn)證arr 1是否真的跳過了 20 字節(jié)可以打印出(char *)(arr 1) - (char *)arr結(jié)果為 20。在指針?biāo)阈g(shù)中指針加減的步長取決于指針指向的類型arr指向int步長為sizeof(int)。arr指向int[5]步長為sizeof(int[5])。3.4 函數(shù)傳參數(shù)組名退化為指針函數(shù)傳參是數(shù)組名和指針“最容易打架”的場景。先看下面這段代碼#include stdio.h void test(int arr[]) { printf(in function: sizeof(arr) %zu\n, sizeof(arr)); } int main(void) { int arr[10] {0}; printf(in main: sizeof(arr) %zu\n, sizeof(arr)); test(arr); return 0; }輸出結(jié)果in main: sizeof(arr) 40 in function: sizeof(arr) 8在main里arr是真正的數(shù)組sizeof(arr)是 4010 個int每個 4 字節(jié)。但在函數(shù)test中sizeof(arr)變成了 8指針大小。這是因?yàn)楹瘮?shù)形參int arr[]會被編譯器改寫為int *arr。在 C 語言標(biāo)準(zhǔn)中這條規(guī)則非常明確當(dāng)數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù)時(shí)數(shù)組名退化為指向其首元素的指針。所以test函數(shù)內(nèi)部實(shí)際上拿到的是一個指針變量它不知道原始數(shù)組有多少個元素。這也是為什么在 C 語言中如果你需要函數(shù)處理一個數(shù)組必須顯式傳遞數(shù)組長度#include stdio.h void print_array(int arr[], int len) { for (int i 0; i len; i) { printf(%d , arr[i]); } printf(\n); printf(indide print_array, sizeof(arr) %zu\n, sizeof(arr)); } int main(void) { int arr[6] {1, 3, 5, 7, 9, 11}; int len sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); printf(in main, len %d\n, len); print_array(arr, len); return 0; }輸出in main, len 6 1 3 5 7 9 11 indide print_array, sizeof(arr) 8在main中sizeof(arr) / sizeof(arr[0])可以正確計(jì)算出數(shù)組長度因?yàn)檫@里的sizeof(arr)是真正的數(shù)組大小。但是一旦數(shù)組名傳進(jìn)函數(shù)函數(shù)內(nèi)部就無法通過sizeof拿到原始長度必須借助外部傳入的len參數(shù)。這也是很多初學(xué)者在使用void test(int arr[])時(shí)遇到的經(jīng)典陷阱在函數(shù)內(nèi)用sizeof(arr) / sizeof(arr[0])計(jì)算長度結(jié)果往往得到一個錯誤值。正確做法是在數(shù)組所在作用域內(nèi)計(jì)算好長度再作為參數(shù)傳入函數(shù)。3.5 下標(biāo)訪問的本質(zhì)C 語言中a[i]本質(zhì)上就是*(a i)的語法糖。這說明下標(biāo)運(yùn)算符[]并不只適用于數(shù)組它同樣適用于指針。這句話反過來也成立數(shù)組名能做的事指針通常也能做但指針能做的事數(shù)組名不一定能做。#include stdio.h int main(void) { int arr[5] {10, 20, 30, 40, 50}; int *p arr; printf(arr[2] %d\n, arr[2]); printf(*(arr 2) %d\n, *(arr 2)); printf(p[2] %d\n, p[2]); printf(2[arr] %d\n, 2[arr]); // 等價(jià)于 *(2 arr) return 0; }輸出arr[2] 30 *(arr 2) 30 p[2] 30 2[arr] 30最后一行2[arr]可能看起來很奇怪但它完全合法。因?yàn)?[arr]被轉(zhuǎn)換成語法*(2 arr)也就是*(arr 2)所以結(jié)果仍然是 30。這類寫法在實(shí)際工程中不推薦使用但筆試中偶爾會出現(xiàn)你需要理解其原理。雖然數(shù)組名和指針都支持下標(biāo)訪問但有一個重要區(qū)別數(shù)組名不能自增自減指針可以。int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5}; int *p arr; p; // 合法 // arr; // 非法編譯錯誤 int *p2 p 3; // 合法原因前面已經(jīng)說過數(shù)組名不是一個可修改的左值而指針是變量可以修改。指針的移動本質(zhì)上是改變指針變量里保存的地址值。3.6 字符數(shù)組與字符串指針的區(qū)別在 C 語言中字符數(shù)組和字符串指針的混淆是另一個高發(fā)雷區(qū)。先看兩種定義方式char str1[] hello; char *str2 hello;這兩行代碼表面上看都能用str1和str2表示字符串hello但底層機(jī)制完全不同str1是一個字符數(shù)組大小自動確定為 65 個字符加上結(jié)尾的\0。str1擁有自己的一塊內(nèi)存內(nèi)容存放在棧上可以被修改。str2是一個指針變量指向一個字符串字面量。字符串字面量在 C 語言中存儲在只讀區(qū)嘗試修改它屬于未定義行為通常會導(dǎo)致程序崩潰。下面這段代碼就能驗(yàn)證差異#include stdio.h #include string.h int main(void) { char str1[] hello; char *str2 hello; printf(sizeof(str1) %zu\n, sizeof(str1)); // 6 printf(sizeof(str2) %zu\n, sizeof(str2)); // 8 // 修改 str1 是安全的 str1[0] H; printf(str1 %s\n, str1); // 下面這行會導(dǎo)致段錯誤因?yàn)樽址置媪看鎯υ谥蛔x區(qū) // str2[0] H; // printf(str2 %s\n, str2); return 0; }輸出sizeof(str1) 6 sizeof(str2) 8 str1 Hello如果把注釋掉的str2[0] H放開程序可能直接崩潰出現(xiàn)段錯誤Segmentation fault。這可不是鬧著玩的這是筆試和面試中高頻出現(xiàn)的知識點(diǎn)字符數(shù)組可以修改內(nèi)容字符串指針?biāo)竷?nèi)容為只讀。所以當(dāng)你在函數(shù)中需要修改或拼接一個字符串時(shí)優(yōu)先選擇字符數(shù)組如果只是想讀取字符串使用const char *是更安全的做法。3.7 二維數(shù)組與指針的對應(yīng)關(guān)系多維數(shù)組的情況更復(fù)雜但原理仍然相同數(shù)組名退化后指向其首元素首元素的類型決定了指針的類型。int a[3][4]可以看作“含 3 個元素的一維數(shù)組每個元素是一個含 4 個int的數(shù)組”。因此a退化為指針時(shí)它的類型是int (*)[4]即“指向含 4 個int元素的數(shù)組的指針”。#include stdio.h int main(void) { int a[3][4] { {1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12} }; printf(a %p\n, (void *)a); printf(a 1 %p\n, (void *)(a 1)); printf(*a %p\n, (void *)*a); printf(*a 1 %p\n, (void *)(*a 1)); printf(a[1][2] %d\n, a[1][2]); // 7 printf(*(*(a1)2) %d\n, *(*(a 1) 2)); // 7 return 0; }輸出示例a 0x7ffd3f2a5a20 a 1 0x7ffd3f2a5a30 *a 0x7ffd3f2a5a20 *a 1 0x7ffd3f2a5a24 a[1][2] 7 *(*(a1)2) 7注意觀察a和a 1的地址差是 16 字節(jié)即4 * sizeof(int)因?yàn)閍的類型是int (*)[4]步長為一行。*a的類型是int **a 1地址差是 4 字節(jié)指向第一行的第二個元素。對二維數(shù)組取元素可以寫成*(*(a i) j)它等價(jià)于a[i][j]。這里有一個易錯點(diǎn)很多人把a(bǔ)當(dāng)作int **這是完全不正確的。int **是指向指針的指針和int (*)[4]是完全不同的類型兩者不能混用。如果函數(shù)需要接收二維數(shù)組正確寫法是#include stdio.h void print_matrix(int a[][4], int rows) { for (int i 0; i rows; i) { for (int j 0; j 4; j) { printf(%d , a[i][j]); } printf(\n); } } int main(void) { int a[3][4] { {1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12} }; print_matrix(a, 3); return 0; }這里的形參int a[][4]會被編譯器調(diào)整為int (*a)[4]所以第二維必須寫明否則編譯器無法知道每一行的長度。4. 實(shí)戰(zhàn)筆試經(jīng)典坑題完整解析下面直接從筆試/面試題角度給大家整理一組高頻題目附上完整分析和代碼輸出。這些題目非常典型值得反復(fù)研究。4.1 題目一sizeof 對比#include stdio.h int main(void) { int a[] {1, 2, 3, 4, 5}; int *p a; printf(%zu\n, sizeof(a)); printf(%zu\n, sizeof(p)); printf(%zu\n, sizeof(*p)); printf(%zu\n, sizeof(a[0])); return 0; }在 64 位系統(tǒng)上輸出是20 8 4 4解析sizeof(a)是整個數(shù)組大小5 個int每個 4 字節(jié)共 20。sizeof(p)是指針變量大小64 位系統(tǒng)為 8 字節(jié)。sizeof(*p)是p指向的目標(biāo)類型大小即int大小4 字節(jié)。sizeof(a[0])和sizeof(*p)相同都是int大小4 字節(jié)。這種題目考察的就是“數(shù)組名在sizeof中不退化”這條規(guī)則。4.2 題目二數(shù)組名 1的移動步長#include stdio.h int main(void) { int arr[10] {0}; int *p arr; printf(p %p\n, (void *)p); printf(p 1 %p\n, (void *)(p 1)); printf(arr %p\n, (void *)arr); printf(arr 1 %p\n, (void *)(arr 1)); return 0; }p 1比p大 4 字節(jié)arr 1比arr大 40 字節(jié)10 個int的大小。如果筆試題問二者差值答案就是指針類型的步長不同。這里可以進(jìn)一步打印差值來驗(yàn)證#include stdio.h int main(void) { int arr[10] {0}; int *p arr; printf(p 1 的偏移: %ld\n, (p 1) - p); // 1 printf(arr 1 的偏移: %ld\n, (arr 1) - arr); // 指針差值為 1單位為 int[10] // 按字節(jié)差值計(jì)算 printf(字節(jié)差: %zu\n, (char *)(arr 1) - (char *)arr); // 40 return 0; }運(yùn)行結(jié)果p 1 的偏移: 1 arr 1 的偏移: 1 字節(jié)差: 40這里需要特別注意直接打印(arr 1) - arr結(jié)果是 1因?yàn)橹羔槣p法的單位是指針指向類型的字節(jié)大小。所以如果想得到字節(jié)數(shù)的差異必須先把兩個地址都轉(zhuǎn)換成char *。4.3 題目三數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)后 sizeof 丟失#include stdio.h void fun(int a[]) { int len sizeof(a) / sizeof(a[0]); printf(inside fun, len %d\n, len); } int main(void) { int a[10] {0}; int len sizeof(a) / sizeof(a[0]); printf(in main, len %d\n, len); fun(a); return 0; }輸出in main, len 10 inside fun, len 2在fun內(nèi)部sizeof(a)變成了指針大小所以sizeof(a) / sizeof(a[0])計(jì)算出來的結(jié)果不再等于 10。在 64 位系統(tǒng)上8 / 4 2在 32 位系統(tǒng)上4 / 4 1。這個題目非常經(jīng)典幾乎每年筆試題都會出現(xiàn)類似變體。解決辦法就是額外傳遞一個長度參數(shù)千萬不要在函數(shù)內(nèi)部再用sizeof計(jì)算數(shù)組長度。4.4 題目四字符數(shù)組與字符串指針的修改權(quán)限#include stdio.h int main(void) { char s1[] hello; char *s2 hello; s1[0] H; printf(s1 %s\n, s1); // s2[0] H; // 未定義行為可能段錯誤 printf(s2 %s\n, s2); return 0; }在多數(shù)現(xiàn)代編譯器/操作系統(tǒng)上s2[0] H會導(dǎo)致段錯誤即使沒有崩潰也屬于未定義行為。筆試題目常常這樣考char *s2 hello; s2[0] H;是否合法。準(zhǔn)確答案是不合法屬于未定義行為字符串字面量不能通過指針修改。在某些老舊教材或編譯器里這個操作可能碰巧能運(yùn)行但這是極端危險(xiǎn)的習(xí)慣任何現(xiàn)代開發(fā)中都不應(yīng)使用。4.5 題目五指針數(shù)組和數(shù)組指針的理解有一類題目比較?？紖^(qū)分“指針數(shù)組”和“數(shù)組指針”。int *p[4]; // 指針數(shù)組p 是一個數(shù)組數(shù)組的每個元素都是 int * int (*q)[4]; // 數(shù)組指針q 是一個指針指向含 4 個 int 元素的數(shù)組很多初學(xué)者把這兩行搞混尤其是第二行。判斷方法很簡單先看標(biāo)識符p先和誰結(jié)合。p先和[4]結(jié)合說明它是一個數(shù)組叫做“指針數(shù)組”。q先和*結(jié)合因?yàn)橛欣ㄌ栒f明它是一個指針指向的類型是int [4]叫做“數(shù)組指針”。一個經(jīng)典的筆試題如下#include stdio.h int main(void) { int a[4] {1, 2, 3, 4}; int *p[4]; // 指針數(shù)組 int (*q)[4]; // 數(shù)組指針 // 指針數(shù)組每個元素保存一個 int 的地址 for (int i 0; i 4; i) { p[i] a[i]; } for (int i 0; i 4; i) { printf(%d , *p[i]); } printf(\n); // 數(shù)組指針q 指向整個數(shù)組 a q a; for (int i 0; i 4; i) { printf(%d , (*q)[i]); } printf(\n); return 0; }輸出1 2 3 4 1 2 3 4前者是通過“指針數(shù)組的元素指向數(shù)組 a 的各個元素”來訪問后者是“數(shù)組指針直接指向整個數(shù)組”來訪問。兩者都能打印出 1 2 3 4但底層結(jié)構(gòu)完全不同。5. 常見問題與排查思路在學(xué)習(xí)和實(shí)際開發(fā)中關(guān)于數(shù)組名和指針的報(bào)錯和問題非常多。下面整理幾個典型問題以及對應(yīng)的排查思路。問題現(xiàn)象常見原因解決思路sizeof(arr)在函數(shù)內(nèi)不是數(shù)組長度數(shù)組形參退化為指針額外傳入長度參數(shù)或在調(diào)用處計(jì)算長度arr編譯報(bào)錯數(shù)組名不是可修改左值使用臨時(shí)指針變量修改char *s hello后崩潰字符串字面量在只讀區(qū)改用char s[] helloarr 1不是指向最后一個元素指針步長由類型決定理解int (*)[N]類型按需使用arr N二維數(shù)組傳入函數(shù)后編譯失敗形參寫錯類型形參寫作int a[][N]或int (*a)[N]函數(shù)內(nèi)用sizeof(a)/sizeof(a[0])得到錯誤長度形參退化為指針把長度作為參數(shù)傳入把int a[3][4]當(dāng)作int **使用混淆了int **與int (*)[4]明確類型不要強(qiáng)行轉(zhuǎn)換逐個說明一下常見坑的排查思路問題一在函數(shù)內(nèi)計(jì)算數(shù)組長度失敗這是最普遍的問題。只要看到函數(shù)參數(shù)寫成int a[]就要提醒自己這里的a已經(jīng)被改寫成了int *a。在函數(shù)內(nèi)部無法通過sizeof獲取數(shù)組長度正確做法是使用len參數(shù)。問題二數(shù)組名自增報(bào)錯arr無法編譯的原因不是編譯器有問題而是數(shù)組名不是變量。如果確實(shí)需要遍歷數(shù)組可以用一個指針變量int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5}; int *p arr; while (p ! arr 5) { printf(%d , *p); p; }這樣既保留了數(shù)組本身又通過指針完成遍歷。問題三字符串修改導(dǎo)致崩潰優(yōu)先使用字符數(shù)組來保存需要修改的字符串char s[] hello; s[0] H; // 安全如果需要讀取字符串推薦使用const char *s hello;這種方式讓編譯器幫你檢查是否有非法修改。問題四arr 1偏移量過大如果你只是想到達(dá)數(shù)組的最后一個元素應(yīng)該用arr 4或arr[4]而不是arr 1。arr 1的用途通常是“跳過整個數(shù)組”在某些緩沖區(qū)操作或動態(tài)數(shù)組迭代時(shí)會用到日常訪問元素時(shí)很少直接使用。問題五二維數(shù)組形參錯誤編譯錯誤信息可能會像這樣error: cannot convert int (*)[4] to int **這說明類型不匹配。二維數(shù)組名退化為int (*)[4]而不是int **。正確形參應(yīng)該是void print_matrix(int a[][4], int rows); // 等價(jià)于 void print_matrix(int (*a)[4], int rows);如果列數(shù)不固定C99 之后可以使用變長數(shù)組void print_matrix(int rows, int cols, int a[rows][cols]);但這種寫法在 C 中不可用需要注意區(qū)分。6. 最佳實(shí)踐與工程建議理解數(shù)組名和指針的區(qū)別之后在實(shí)際編碼中還有一些值得養(yǎng)成的習(xí)慣可以有效減少踩坑概率。6.1 明確數(shù)組名和指針的語義在寫代碼時(shí)始終問自己這個地方你是想要“一整塊連續(xù)內(nèi)存”還是只想“保存一個地址”如果需要定義一塊連續(xù)存儲、內(nèi)容可變的數(shù)據(jù)集合優(yōu)先聲明為數(shù)組int scores[100];如果只是需要指向某些數(shù)據(jù)、在函數(shù)間傳遞地址使用指針void process(int *data, int len);6.2 不要在函數(shù)內(nèi)部用 sizeof 計(jì)算數(shù)組長度這是一個硬性建議。不管形參寫的是int a[]還是int *a在函數(shù)體內(nèi)它都是一個指針不要寫出這樣的代碼// 錯誤示范 void bad_func(int arr[]) { int len sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 結(jié)果不是數(shù)組長度 }正確寫法// 正確示范 void good_func(int arr[], int len) { for (int i 0; i len; i) { arr[i] * 2; } }在調(diào)用處int a[10] {0}; int len sizeof(a) / sizeof(a[0]); good_func(a, len);6.3 字符串常量一律用 const char * 指向除非你非常確定要在原地修改字符串內(nèi)容否則不要用非 const 指針指向字符串字面量// 推薦 const char *name CSDN; // 不推薦字符串字面量被修改時(shí)可能導(dǎo)致崩潰 char *name CSDN;使用const char *的好處是編譯器會在你試圖修改字符串內(nèi)容時(shí)直接報(bào)錯從源頭上避免段錯誤風(fēng)險(xiǎn)。6.4 盡量用指針運(yùn)算代替下標(biāo)訪問遍歷時(shí)在遍歷數(shù)組時(shí)下標(biāo)寫法arr[i]沒有錯但有時(shí)候函數(shù)內(nèi)部用的是指針用指針運(yùn)算更直觀且性能更高一點(diǎn)int sum_array(const int *arr, int len) { int sum 0; for (const int *p arr; p arr len; p) { sum *p; } return sum; }注意這里用了const int *聲明我們不會通過指針修改數(shù)組內(nèi)容語義更清晰。6.5 使用 typedef 提高可讀性對于復(fù)雜的數(shù)組指針或指針數(shù)組類型用typedef能顯著提高可讀性typedef int MatrixRow[4]; void print_row(MatrixRow row, int len) { for (int i 0; i len; i) { printf(%d , row[i]); } printf(\n); }這里的MatrixRow就是int [4]的類型別名row退化為指向int的指針。對于數(shù)組指針的類型別名typedef int (*Array4Ptr)[4]; void print_all(int m[][4], int rows) { for (int i 0; i rows; i) { Array4Ptr rowPtr m[i]; for (int j 0; j 4; j) { printf(%d , (*rowPtr)[j]); } printf(\n); } }6.6 編譯時(shí)打開警告選項(xiàng)在開發(fā) C 代碼時(shí)一定要開啟編譯警告往往能提前發(fā)現(xiàn)類型不匹配等問題gcc -stdc11 -Wall -Wextra -pedantic test.c -o test-Wall和-Wextra會輸出大多數(shù)常見警告-pedantic會提示不符合標(biāo)準(zhǔn)的行為。6.7 注意 const 的位置const放在類型前和類型后的含義對指針來說有一點(diǎn)差別const int *p; // p 指向 const int不能通過 p 修改目標(biāo)值 int *const p; // p 本身是 const 指針不能改指向但可以通過 p 修改目標(biāo)值 const int *const p; // 兩者都不能修改結(jié)合數(shù)組傳參場景推薦在只讀場景下使用const int *arr這樣既能避免誤修改原始數(shù)組也便于編譯器做優(yōu)化。7. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)建議數(shù)組名和指針是 C 語言中非?；A(chǔ)但又極容易混淆的知識點(diǎn)掌握它們的關(guān)鍵不在于背結(jié)論而在于多做對比實(shí)驗(yàn)、多寫代碼驗(yàn)證。建議你親手跑一遍下面這個“全家桶”驗(yàn)證程序把本節(jié)所有結(jié)論一次性看全#include stdio.h void show(int a[], int len) { printf(inside show: sizeof(a) %zu\n, sizeof(a)); for (int i 0; i len; i) { printf(%d , a[i]); } printf(\n); } int main(void) { int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5}; int *p arr; printf(sizeof(arr) %zu\n, sizeof(arr)); printf(sizeof(p) %zu\n, sizeof(p)); printf(arr %p, arr %p\n, (void *)arr, (void *)arr); printf(arr 1 %p, arr 1 %p\n, (void *)(arr 1), (void *)(arr 1)); show(arr, 5); char s[] hello; const char *s2 hello; printf(sizeof(s) %zu\n, sizeof(s)); s[0] H; printf(s %s\n, s); printf(s2 %s\n, s2); return 0; }寫完之后仔細(xì)觀察每一行的輸出再對照本文每一節(jié)的解釋你就能把數(shù)組名和指針的關(guān)系真正理清。后面如果有時(shí)間可以繼續(xù)深入這樣幾個主題C 語言函數(shù)指針與回調(diào)機(jī)制理解復(fù)雜聲明解讀方法。C 語言動態(tài)內(nèi)存分配與指針的配合掌握malloc、free與數(shù)組的關(guān)系。C 語言多級指針和指針數(shù)組的更多應(yīng)用場景。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈表、樹等結(jié)構(gòu)如何使用指針實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)指針沒有捷徑只能靠多寫、多調(diào)試、多看底層行為。希望這篇文章能幫你把“數(shù)組名和指針”這個經(jīng)典坑徹底填平。動手運(yùn)行一下文中的代碼對比輸出結(jié)果相信你會有更直觀的收獲。