陣列與指標的比喻

新人小白，初學陣列與指標，想要略談一下兩者的聯絡與區別。

我喜歡用比喻的方式說明問題。

現在，你可以把龐大的電腦記憶體看作一個世界（類似於我的世界），每個方塊都有它的座標，，每個方塊也都有它本身的內容（比如說石頭，草塊，泥土）；這就對應著電腦資料內容的兩大要素：資料本身與資料在電腦中的地址。

而陣列可以說是電腦為了宣告一堆資料而在這個世界中建的公寓，一維陣列即為一層公寓，多個房間；二維可以是多層公寓，多個房間；三維就是一個小區了……需要注意的是，這些房子的建設者為了省事兒，把每個房間的大小建設的一樣大，房間大小取決於你的你的宣告，如果你用int宣告，那麼你會得到一堆四個格格大小的房間。

而指標就是電腦資料對應的地址，記錄的就是每個房間的門牌號。對於一個大小隻有四個格格的房間來說，他的門牌號就是第一個格子的座標，對於一整個陣列來說，他的地址就是第一個房間的第一個格子的座標。

需要注意的是，這裡指標加一不是數值加一，而是“門牌號”加一，即直接加了一個房間的格數。如：

#include<stdio.h>
#define SIZE 4
int main()
{
	short dates[SIZE];
	short *pti;
	short index;
	double bills[SIZE];
	double *ptf;
	pti = dates;
	ptf = bills; 

	printf("%23s %15s\n","short","double");
	for(index=0;index<SIZE;index++)
	    printf("pointers+%d: %10p %10p\n",index,pti+index,ptf+index);
    return 0;
}

其輸出結果為：

                  short          double
pointers+0: 000000000062FE00 000000000062FDE0
pointers+1: 000000000062FE02 000000000062FDE8
pointers+ 
2: 000000000062FE04 000000000062FDF0
pointers+3: 000000000062FE06 000000000062FDF8

明顯的，由於short型別佔用兩個位元組，double型別佔用八個位元組，所以指標加以後分別+2與+8。

上面程式碼中涉及到賦值語句pti=dates。在這裡，dates（陣列名）就代表這整個陣列的“公寓地址”，而這個地址與公寓第一個房間的地址（門牌號）剛好相同，即：

date==&dates[0];

“”“&”都是指標運算子，“”找到地址對應的值，“&”找到值對應的地址。

而陣列與指標的聯絡就呼之欲出了，由於陣列名可以表示陣列第一個元素對應的地址，所以陣列的元素均可以使用指標表示。

如下：

dates + 2==&dates[2];//相同的地址
*(dates + 2)== dates[2];//相同的值

同時，陣列與指標也有一定區別。

我們先來看這樣一個程式碼：

//字串的地址 
#define MSG "I`m special" 
#include<stdio.h>
int main()
{
	char ar[]=MSG;
	const char *pt =MSG;
	printf("address of \"I`m special\":%p \n","I`m special" );
	printf("              address ar:%p \n",ar);
	printf("              address pt:%p \n",pt);
	printf("             address MSG:%p \n",MSG);
	printf("address of \"I`m special\":%p \n","I`m special" );
		
	return 0;
}

其輸出結果為：

address of "I`m special":0000000000404000
              address ar:000000000062FE00
              address pt:0000000000404000
             address MSG:0000000000404000
address of "I`m special":0000000000404000

這裡先將字串"Im special"定義為MSG，再分別用陣列與指標研究這個"Im special"。

根據輸出結果發現：表示該字串的指標pt，與表示該字串的陣列ar地址不同！

對此區別，我們要先明白陣列與指標兩種不同的工作原理：

當把這個程式載入記憶體時，也載入了陣列中的字串，而這些字串儲存在靜態儲存區（在這裡為 0000000000404000 這個地址）中。當程式執行時，就會將這些字串拷貝到陣列（在這裡為 000000000062FE00 這個地址）中。注意，這時候字串有兩個副本，一個是在靜態儲存區中，另一個放在陣列中。

這時的陣列名ar就是ar【0】的地址，但指標pt指向的是字串"I`m special" 的原地址。

通俗來講：你現在在這個世界這個世界的野外修了個兵馬俑（字串），用陣列就是建個房子，把兵馬俑的複製品搬到房間裡，對房間裡一個個小兵進行敲打，整容，截肢，為所欲為。而指標就粗暴了，直接殺到野外，對原兵兵進行敲打，整容，截肢，為所欲為……（只是這樣做屬於破壞公物，一般是不被允許的）

那我們開始說區別：

第一，這裡的ar由於表示的是門牌號，所以它是不能亂改的，就像施工工地上的一個大房子不能亂左右橫跳一樣；但指標pt不一樣，他只是通向兵馬俑的地址，一個數字而已，可以對他進行pt++等運算。

第二，由於陣列地址的不可更改性，ar只能做右值，不能做左值，就像只能X=3不能3=X一樣；但指標可以做左右值。

第三，陣列的元素是變數，所以我們可以對ar【0】或*（ar+0）進行修改，但指標指向的是公物！前面提到，編譯器可以用記憶體中的一個副本表示所有完全相同的字串字面量，運用指標改變字串中內容，即改變了所有相同字串的內容，舉個栗子：

char *p = "Klingon";
p[0]='F';//ok？
printf("Klingon");//一號位
printf(": Beware the %ss!\n","Klingon") ;//二號位

編譯器可能不允許這樣做，也可能允許，但即使可以，對於當前C標準來說，這樣做是未被定義的。

下面我們假設他可以編譯成功，執行後輸出結果將如下：

Flingon: Beware the Flingons!

注意，程式碼中的一二號位Klingon都被列印成了Flingon！

就是說，如果我們用指標把“I love you”改成“I hate you”，那我可能永遠都說不出我愛你了！即使打出我愛你，打印出來的也可能是我恨你。

所以，建議在把指標初始化為字串字面量時使用const限定符，就像這樣：

const char *p="I love you";  //推薦用法

願你的愛生生世世不變質！

好了，謝謝觀看，就先寫這麼多了，拜拜。

（參考第六版C Primer Plus完成）

陣列與指標的比喻