什么是指向数组的指针，int (*ptr)[10]，它是如何工作的？

Question

int (*ptr)[10];

我原以为 ptr 是 10 整数的指针数组。

我不明白它是如何指向10 整数数组的指针。

Answer 1

指向 10 个数组的指针 ints 意味着指向 10 个元素的数组，不多也不少，或者如果您有一个二维数组，则指向此类数组的给定行，前提是它正好有 10 列。

指向int、int *ptr[10] 的指针数组就是这样，它有10 个指向int 的指针，每个指针都可以分配int 的地址，它可以是数组的一部分与否。

示例 1：

int (*ptr)[10];

int arr[10];
ptr = &arr; //correct, arr has 10 elements

int arr2[12]; 
ptr = &arr2; //not correct, arr2 does not have 10 elements

此类指针可用于指向行数不定但列数固定的二维数组。

示例 2：

int arr[5][10];
ptr = arr; //correct, pointer to the 1st row of a 2D array with 10 cols
ptr++; //now points to the second row        
    
int arr2[5][12]; 
ptr = arr2; //not correct, incompatible pointer, has too many cols

示例 3：

int(*ptr)[3];

int arr[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 7}};
ptr = arr;

printf("%d", ptr[1][2]); //array indexing is identical as using arr[1][2] 

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指针数组与指向数组的指针

当需要动态分配/释放内存时，数组指针的优势就出现了：

以 4 行 5 列的二维数组为例：

int (*ptr)[5]; 
ptr = calloc(5, sizeof *ptr); //simple assignment

free(ptr); //simple deallocation

int *ptr[5];

for (int i = 0; i < 5; i++)  //each pointer needs it's own allocation
    ptr[i] = calloc(5, sizeof **ptr);

for (int i = 0; i < 5; i++)  //each pointer needs to be freed
    free(ptr[i]);

另一方面，如果你有一个指针数组，你可以有一个 uneven 数组，也就是说第一行可以有 10 个ints，但第二行可以有 20 个：

int *ptr[5];

for (int i = 0; i < 5; i++)
    ptr[i] = calloc( i + 1, sizeof **ptr);

在上面的示例中，二维数组的第一行空间为 1 int，第二行空间为 2，第三行空间为 3，依此类推。

Answer 2

我喜欢这样阅读：（已经发布了很好的答案）

int (*ptr) [10];
     ^ a pointer
           ^ to an array of 10
^ ints

对

int* ptr[10];
        ^ array of 10
   ^ pointer to int

Answer 3

ptr 是“指向 10 个 int 数组的指针”类型。在您的声明中，它未初始化，因此它不指向任何对象。让它指向一个数组：

int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

// initialize in the declaration:
int (*ptr) [10] = &arr;

// or after:
int (*ptr) [10];
ptr = &arr;

Answer 4

在表达式和声明中，后缀运算符[] 和() 的优先级高于一元*。因此，声明

T *a[N]; // a is an array of pointer to T
T *f();  // f is a function returning pointer to T

被解析为

T *(a[N]); // result of a[i] will be dereferenced
T *(f());  // result of f() will be dereferenced

如果你想要一个指向数组的指针或一个指向函数的指针，你必须明确地将 * 运算符与指针表达式组合在一起：

T (*a)[N]; // result of *a will be subscripted
T (*f)();  // result of *f will be executed

指针不必是一个简单的标识符——你可以有一个函数返回一个指向数组的指针：

T (*f())[N]; // result of *f() will be subscripted

或指向函数的指针数组

T (*a[N])(); // result of *a[i] will be executed

Answer 5

声明给出了如何使用变量的“图片”。¹int (*ptr) [10] 表示“当(*ptr)[i] 在表达式中使用时，它就是int。”由此我们可以推导出ptr的类型：

• 由于(*ptr)[i] 是int，(*ptr) 必须是int 的数组。
• 由于(*ptr) 是int 的数组，*ptr 必须是int 的数组。
• 由于*ptr 是int 的数组，ptr 必须是指向int 数组的指针。

脚注

¹ Kernighan 和 Ritchie，C 编程语言，1978 年，第 90 页。