２００７年第１０期
福建电脑
Ｃ＋＋程序设计语言中数组和指针的探讨
李阿丽１，王雪雁２，李伟丽３
（１．鲁东大学计算机科学与技术学院鲁东２６４０２５２．青岛广播电视大学即墨分校山东青岛２６６２００
３．青岛即墨市大信镇人民政府山东青岛２６６２２９
【摘要】：本文介绍了Ｃ＋＋程序设计语言中关于数组和指针的一些难点问题，以及两者的一些联系。
【关键词】：数组指针变量地址
Ｃ＋＋程序设计语言中的数组和指针是构造数据类型，（它们可以是简单的数据类型，也可以是用户自定义的类型），而且它们之间又存在一些关系，对初学者来说，很好的掌握它们不是一件容易的事情。
１．数组和指针的定义
数组的定义格式为：类型名数组名［整形常量表达式］［整形常量表达式］……；
如ｉｎｔａ［５］；／／一维数组
ｉｎｔｂ［２］［３］；／／二维数组（每一个元素是类型相同、长度相等的一维数组）
常量表达式表示元素的个数，它的值只要是整数或整数子集就行，但不能是变量。如：
ｉｎｔｎ＝１００；
ｉｎｔａ［ｎ］；
虽然，根据上下文，编译似乎已经知道ｎ的值，但编译动作因变量性质而完全不同。变量性质就是具有空间占用的可访问的实体，编译每次碰到一个变量名称就对应一个访问空间的操作。因此，ｉｎｔａ［ｎ］实际上要在运行时，才能读取变量ｎ的值，才能确定其空间大小。这与数组定义的编译时确定意义的要求相违背，因而编译时出错。
指针类型变量－－能够存放对象地址的变量，简称＂指针变量＂，有不至于混淆的情况下简称指针。如ｉｎｔ＊ｐ；ｐ即是一个指针变量。通过指针可以实现数组的动态分配。
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
ｉｎｔｎ，＊ｐ；
ｃｉｎ＞＞ｎ；
ａｒｒａｙ＝ｎｅｗｉｎｔ［ｎ］；
……
ｄｅｌｅｔｅ［］ｐ；
｝
２．数组的访问
对数组的访问一般采用下面两种形式：
（１）下标形式访问，如ａ［４］，ｂ［０］［３］；
（２）以指针形式访问。
对于一维数组，数组名是隐含意义的常指针（直接地址），其关联类型是数组元素的类型。例如：ｉｎｔａ［５］＝｛１，２，３，４，５｝；则ａ＝＆ａ［０］，即ａ指向数组的第０个元素，那么通过指针间接的访问这个元素就用＊ａ；同样ａ＋ｉ代表第ｉ个元素的地址，对元素的访问可以用＊（ａ＋ｉ）。例如：
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛ｉｎｔｔｏｔａｌ＝０；
ｉｎｔｉｎｔａｒｙ［１０］；
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜１０；ｉ＋＋）
｛＊（ｉｎｔａｒｙ＋ｉ）＝ｉ；
ｃｏｕｔ＜＜＊（ｉｎｔａｒｙ＋ｉ）＜＜ｅｎｄｓ；
｝
｝
对于一维数组还可以通过指针变量间接的访问数组元素。例如：
ｉｎｔａ［１０］；／／ａ是内存的直接地址
ｉｎｔ＊ｐ；／／ｐ是指针变量
ｐ＝ａ；／／ｐ的值是ａ［０］的地址
ｃｏｕｔ＜＜＊ｐ；／／输出ａ［０］的值
对于二维数组，二维数组名ａ是逻辑上的一个二级指针，ａ［ｉ］是一级指针。用二维数组名引用基本类型时，应当是二级引用，但不能直接把二维数组名赋给二级指针变量，因为不管ｎ维数组，数组名ａ仅是内存块首地址，代表第０行地址，ａ＋ｉ代表第ｉ行行地址。在行地址前面加＊就能表示具体元素的地址。例如：ｉｎｔａ［３］［５］，＊＊ｐ２，＊ｐ１；
ｐ１＝＊ａ；／／ＯＫ＊ａ代表第０行第０列元素的地址
ｐ１＝ａ［０］；／／ＯＫａ［０］代表第０行第０列元素的地址
ｐ２＝ａ；／／Ｅｒｒｏｒ
ｐ１＝ａ；／／Ｅｒｒｏｒ
以指针形式访问二维数组的例子如下：
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛ｉｎｔａ［３］［２］＝｛１，２，３，４，５，６｝；
ｉｎｔ＊ｐ；
ｆｏｒ（ｐ＝ａ［０］；ｐ＜ａ［０］＋６；ｐ＋＋）
ｃｏｕｔ＜＜＊ｐ＜＜＂＂；
ｃｏｕｔ＜＜ｅｎｄｌ；
ｆｏｒ（ｐ＝＊ａ；ｐ＜＊ａ＋６；ｐ＋＋）
ｃｏｕｔ＜＜＊ｐ＜＜＂＂；
ｃｏｕｔ＜＜ｅｎｄｌ；
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜３；ｉ＋＋）
｛ｆｏｒ（ｉｎｔｊ＝０；ｊ＜２；ｊ＋＋）
ｃｏｕｔ＜＜＊（ａ［ｉ］＋ｊ）＜＜＂＂；
ｃｏｕｔ＜＜ｅｎｄｌ；
｝
｝
３．指向数组的指针和指针数组
指向数组的指针和指针数组是两个易混淆的概念，对初学者搞清两个概念是掌握好数组和指针的关键。
３．１指向数组的指针
指向数组的指针简称为数组指针，一般地指向二维数组。其定义格式为：
＜类型＞（＊＜指针名＞＝［＜大小＞］。赋值的时用二维数组的某个行地址（即该行首列地址）赋值。例如：ｉｎｔａ［２］［４］＝｛１，２，３，４，５，６，７，８｝；ｉｎｔ（＊ｐ）［４］＝ａ；存储二维数组还必须保存一些访问数组元素的辅助信息，如：ａ［０］，ａ［１］，ａ［２］。ａ即＆ａ［０］，ａ［０］是由４个整数组成的一维数组。数组与指针的等价关系如表１。指向数组的指针的应用的例子如下：
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｉｎｔａ［］［３］＝｛１，２，３，４，５，６，７，８，９｝；
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛
ｉｎｔ（＊ｐａ）［３］（ａ）；
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜３；ｉ＋＋）
｛
ｃｏｕｔ＜＜＂＼ｎ＂；
ｆｏｒ（ｉｎｔｊ＝０；ｊ＜３；ｊ＋＋）
ｃｏｕｔ＜＜＊（＊（ｐａ＋ｉ）＋ｊ）＜＜＂＂；
｝
ｃｏｕｔ＜＜＂＼ｎ＂；
｝
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表１数组与指针的等价关系
３．２指针数组
指针数组的元素为指针。说明形式为：类型＊标识符［表达式］；每个数组元素都是关联类型的指针，对每个元素赋值的时候要用地址。例如：ｉｎｔ＊ｐｉ［３］；／／数组元素是关联类型为整型的指针，对每个元素赋值要用整形变量的地址。
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛ｉｎｔａ＝１１，ｂ＝２２，ｃ＝３３，＊ｐｉ［３］；
ｐｉ［０］＝＆ａ；
ｐｉ［１］＝＆ｂ；
ｐｉ［２］＝＆ｃ；
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜３；ｉ＋＋）
ｃｏｕｔ＜＜＊ｐｉ［ｉ］＜＜＂＂；
｝
函数指针作为一种数据类型，也可以作为数组的元素类型。例如：
ｔｙｐｅｄｅｆｖｏｉｄ（＊ＭｅｎｕＦｕｎ）（）；Ｍｅｎｕｆｕｎｆｕｎ［］＝｛ｆ１，ｆ２，ｆ３｝；／／ｆ１，ｆ２和ｆ３都是函数名（函数名代表函数的地址）。
４．数组作函数参数
数组作为函数参数总结起来有如下几种情况。
４．１形参和实参都用数组
调用函数的实参用数组名，被调用函数的形参用数组，这种调用的机制是形参和实参共用内存中的同一个数组。因此，在被调用函数中了数组中某个元素的值，对调用函数该数组的该元素值也被改变。
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｖｏｉｄＳｕｍ（ｉｎｔａｒｒａｙ［］，ｉｎｔｎ）
｛
ｉｎｔｓｕｍ＝０；
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜ｎ；ｉ＋＋）
｛
ｓｕｍ＋＝＊ａｒｒａｙ；
ａｒｒａｙ＋＋；
｝
一维数组的定义和初始化
ｃｏｕｔ＜＜ｓｕｍ＜＜ｅｎｄｌ；
｝
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛
ｉｎｔａ［１０］＝｛１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０｝；
Ｓｕｍ（ａ，１０）；
｝
声明中Ｓｕｍ（ｉｎｔａｒｒａｙ［］，ｉｎｔｎ）与Ｓｕｍ（ｉｎｔ＊ａｒｒａｙ，ｉｎｔｎ）是等价的，所以在Ｓｕｍ函数中可以用ａｒｒａｙ＋＋。定义的函数Ｓｕｍ（）的形参ａｒｒａｙ［］是数组，没有给定大小是因为留给初始化时由实参数组确定。在ｍａｉｎ（）中Ｓｕｍ（）的调用表达式中，ａ是实参，它的大小是由定义时确定为１０。
４．２形参和实参都用对应数组的指针
Ｃ＋＋中，数组名被规定为一个指针，该指针便是指向该数组的首元素的指针，因为它的值是该数组首元素的地址你考虑事，它是一个常量指针。实际应用中，形参和实参一个用指针，另一个用数组也是可以的。例如：
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｉｎｔａ［８］＝｛１，２，３，４，５，６，７，８｝；
ｖｏｉｄｆｕｎ（ｉｎｔ＊ｐａ，ｉｎｔｎ）
｛
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜ｎ－１；ｉ＋＋）
＊（ｐａ＋７）＋＝＊（ｐａ＋ｉ）；
｝
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛
ｉｎｔｍ＝８；
ｆｕｎ（ａ，ｍ）；
ｃｏｕｔ＜＜ａ［７］＜＜ｅｎｄｌ；
｝
函数ｆｕｎ（）的形参ｐａ是一个指向ｉｎｔ型变量的指针，本程序让它指向数组ａ的首元素。调用语句ｆｕｎ（ａ，ｍ）将数组ａ的地址传给形参指针ｐａ，则ｐａ指向数组ａ的首元素，通过指针ｐａ可以在被调用函数ｆｕｎ（）中修改数组ａ中的元素。
４．３实参用数组名形参用引用
由于不能直接定义数组的引用，所以可以先用类型定义语句定义一个ｉｎｔ型的数组类型，如ｔｙｐｅｄｅｆｉｎｔａｒｒａｙ［８］，然后使用ａｒｒａｙ来定义数组和引用。
＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ＞
ｕｓｉｎｇｎａｍｅｓｐａｃｅｓｔｄ；
ｔｙｐｅｄｅｆｉｎｔａｒｒａｙ［８］；
ｉｎｔａ［８］＝｛１，３，５，７，９，１１，１３｝；
ｖｏｉｄｆｕｎ（ａｒｒａｙ＆ｂ，ｉｎｔｎ）
｛
ｆｏｒ（ｉｎｔｉ＝０；ｉ＜ｎ；ｉ＋＋）
ｂ［７］＋＝ｂ［ｉ］；
｝
ｖｏｉｄｍａｉｎ（）
｛ｉｎｔｍ＝８；
ｆｕｎ（ａ，ｍ）；
ｃｏｕｔ＜＜ａ［７］＜＜ｅｎｄｌ；
｝
在ｆｕｎ（）函数中，使用了数组的引用作为形参，调用时实参应该是一个数组名，则形参将是实参的引用。那么在函数ｆｕｎ（）中对数组ｂ的操作，就相当于对ｂ所引用的数组ａ的操作。
数组作为参数传递，是函数调用里面的传址调用和引用调用两种类型，形参的改变将直接影响到实参。
５．总结
Ｃ＋＋程序设计语言中的数组和指针的内容是Ｃ语言中已有的内容，由于Ｃ语言一般是学生刚接触到第一门语言，对这一部分内容掌握的不是非常好，在实际教学中，通过进行总结，综合这两部分内容，重点介绍它们之间的一些联系，学生很好的掌握了这一部分内容，做到了融会贯通，为后面的学习打下了坚实的基础。
参考文献：
１．ＢｊａｒｎｅＳｔｒｏｕｓｔｒｕｐ．ＴｈｅＣ＋＋ＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ［Ｍ］．ＣｈｉｎａＭａｃｈｉｎｅＰｒｅｓｓ，２００２．
２．郑莉，董渊．Ｃ＋＋语言程序设计［Ｍ］（第３版）．北京：清华大学出版社，２００３．
３．吕凤翥．Ｃ＋＋语言基础教程［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９９９．
４．钱能．Ｃ＋＋程序设计教程［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９９９．
５．钱能．Ｃ＋＋程序设计教程［Ｍ］（第二版）．北京：清华大学出版社，２００５．
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