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怎样用指针访问数组元素 指针算术运算与下标转换关系

P粉602998670
发布: 2025-08-08 08:35:01
原创
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访问数组元素时用指针更高效,因指针直接操作内存地址,通过指针算术可快速定位元素。1. 数组在内存中连续存储,指针指向首元素地址;2. 指针加法按数据类型大小偏移,如int指针+1移动4字节;3. 指针访问形式为*(p+i)或移动指针p++;4. 指针访问在性能和灵活性上优于下标,尤其适合底层编程。理解内存布局与算术规则是关键。

怎样用指针访问数组元素 指针算术运算与下标转换关系

访问数组元素时,用指针是一个常见又高效的方式,尤其在C/C++这类语言中。它背后的原理其实不难理解,关键在于搞清楚指针和数组的内存布局关系,以及指针算术运算与下标之间的对应方式。

怎样用指针访问数组元素 指针算术运算与下标转换关系

指针和数组的关系

数组在内存中是连续存储的,也就是说,数组第一个元素后面紧跟着第二个,依此类推。而指针本质上是指向某个地址的变量,当我们把一个数组名赋值给指针时,指针就指向了数组的第一个元素。

比如:

怎样用指针访问数组元素 指针算术运算与下标转换关系
int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int *p = arr;  // p指向arr[0]
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这时,

p
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保存的是数组第一个元素的地址。通过这个指针,我们就可以访问整个数组。


指针如何访问数组元素

要访问数组中的元素,可以通过对指针进行“加法”操作来实现。每加上一个整数,指针就会移动到下一个元素的位置(不是简单的地址+1,而是根据所指向的数据类型大小来调整)。

怎样用指针访问数组元素 指针算术运算与下标转换关系

例如:

  • *(p + 0)
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    就是
    arr[0]
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  • *(p + 1)
    登录后复制
    就是
    arr[1]
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  • 以此类推

这跟使用下标访问

arr[i]
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是等价的。实际上,编译器内部会把
arr[i]
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转换成
*(arr + i)
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来处理。

所以你可以这样写:

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for(int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", *(p + i));
}
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或者更简洁地边移动指针边访问:

for(int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", *p);
    p++;  // 指针后移一位
}
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指针算术运算的本质

指针的加减并不是简单的数字相加,而是根据数据类型的大小来做偏移。比如:

  • 如果是
    int*
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    类型的指针,每个
    int
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    占4字节,那么
    p + 1
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    实际上是地址加4。
  • 如果是
    double*
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    类型,每个
    double
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    占8字节,
    p + 1
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    地址就加8。

这样设计是为了保证指针始终指向一个完整的元素,而不是落在两个元素之间。

常见的指针操作包括:

  • p + i
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    :指向第 i 个元素之后的位置
  • p - i
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    :指向第 i 个元素之前的位置
  • p++
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    :指向下一个元素
  • p--
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    :指向前一个元素

这些操作都依赖于指针的类型信息,不能随便混用。


下标访问和指针访问哪个更好?

这个问题没有绝对答案,但在某些场景下选择指针会更有优势:

  • 性能方面:指针访问通常更快,因为它省去了下标计算的过程(虽然现代编译器优化后差距不大)
  • 灵活性方面:指针可以自由移动、复制、比较,适合处理动态数组或链表结构
  • 代码风格方面:数组下标更容易理解,可读性更强,特别是在做循环遍历的时候

如果你在写底层代码、嵌入式程序或者需要手动管理内存的地方,掌握指针访问是必须的。


基本上就这些。理解了指针和数组在内存中的关系,再结合指针的算术规则,访问数组元素其实并不复杂,但确实容易出错,尤其是在越界访问或类型不匹配的情况下。只要多练习几次,很快就能熟练掌握了。

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