Тема 7. Указатели и массивы

В языке С существует очень тесная связь между указателями и массивами: любой доступ к элементу массива по его индексу может быть выполнен при помощи указателя, причем последний вариант работает быстрее и, следовательно, более предпочтителен.

Рассмотрим следующие операторы:

int mas[N];

int *p;

Первый из них описывает целочисленный массив размерностью N, а второй – указатель на целочисленную переменную, который пока ни на что не указывает. Если выполнить присваивание

p = &mas[0];

то теперь указатель p будет содержать адрес начального элемента массива mas, или, другими словами, будет указывать на элемент mas[0] (точнее, на первый байта элемента mas[0], т.к. значение типа int хранится в 4-х байтах).

Как только такое присваивание выполнено, можно применять правила адресной арифметики над указателями, суть которых заключается в том, что, если указатель p указывает на некоторый элемент массива, то p, увеличенный на единицу, будет указывать на следующий элемент, а p, увеличенный на i, будет указывать на i-й элемент по отношению к элементу, на который он указывал вначале.

p 	mas[0]
p + 1 	mas[1]
p + 2 	mas[2]
. . .	. . .
p+N-1 	mas[N-1]

Так как операция разадресации (*) позволяет получить значение элемента массива, на который указывает указатель, то можно записать следующее:

*p = mas[0];

*(p+1) = mas[1];

*(p+2) = mas[2];

. . .

*(p+N-1) = mas[N-1];

С другой стороны, имя массива в языке С есть не что иное, как адрес его начального элемента, поэтому присваивание

p = &mas[0];

можно заменить на

p = mas;

С учетом этого можно записать, что:

*mas = mas[0];

*(mas +1) = mas[1];

*(mas +2) = mas[2];

. . .

*(mas +N-1) = mas[N-1];

Между указателем p и именем массива mas существует одно существенное различие. Указатель p – это переменная, предназначенная для хранения любых адресов, поэтому можно, например, написать:

p++;

p += i;

Но имя массива mas не является переменной, это указатель-константа на начальный элемент массива, и записи типа:

mas++;

mas += i;

недопустимы.

Пример 1: вывести на экран значения всех элементов массива, введенных с клавиатуры.

#include <stdio.h>

void main()

{

const int N = 10;

int i, mas[N];

int *p;

p = mas;

//Ввод (один из вариантов)

for (i = 0; i < N; i++)

scanf(“%d”, p+i);

//Вывод: вариант 1

for (i = 0; i < N; i++)

printf(“%d ”, *(p+i));

//Вывод: вариант 2

for (i = 0; i < N; i++)

{

printf(“%d ”, *p);

p++;

}

//Вывод: вариант 3

p = mas;

for (i = 0; i < N; i++)

printf(“%d ”, *p++);

//Вывод: вариант 4

p = mas;

for (i = 0; i < N; p++, i++)

printf(“%d ”, *p);

//Вывод: вариант 5

for (i = 0; i < N; i++)

printf(“%d ”, *(mas+i));

//Вывод элементов массива в обратном порядке (один из вариантов)

p = &mas[N-1];

for (i = 0; i < N; i++)

printf(“%d ”, *(p-i));

}

Пример 2: вывести на экран все значения элементов двумерного массива.

#include <stdio.h>

void main()

{

const int N = 2, M = 4;

int mas[N ][M], *p, i, j;

p = &mas[0][0]; //можно p = mas[0] или p = *mas;

//Ввод (один из вариантов)

for (i = 0; i < N*M; i++)

scanf(“%d”, p+i);

//Вывод: вариант 1

for (i = 0; i < N*M; i++)

printf("%d%c", *p++, (i+1)%M ? ' ' : '\n');

//Вывод: вариант 2

p = mas[0];

for (i = 0; i < N; i++)

{

for (j = 0; j < M; j++)

printf("%d ", *(p+i*M+j));

printf("\n");

}

//Вывод: вариант 3

for (i = 0; i < N; i++)

{

for (j = 0; j < M; j++)

printf("%d ", *(mas[i]+j));

printf("\n");

}

//Вывод: вариант 4

for (i = 0; i < N; i++)

{

for (j = 0; j < M; j++)

printf("%d ", *(*(mas+i)+j));

printf("\n");

}

}

Эти варианты программы основаны на следующей схеме взаимосвязей между указателями и элементами двумерного массива:

p = mas[0] = *mas 	mas[0][0]
p+1 = mas[0]+1 = *mas+1 	mas[0][1]
p+2 = mas[0]+2 = *mas+2 	mas[0][2]
p+3 = mas[0]+3 = *mas+3 	mas[0][3]
p+4 = mas[1] = *(mas+1) 	mas[1][0]
p+5 = mas[1]+1 = *(mas+1)+1 	mas[1][1]
p+6 = mas[1]+2 = *(mas+1)+2 	mas[1][2]
p+7 = mas[1]+3 = *(mas+1)+3 	mas[1][3]