如果说学习过《计算导论与C语言基础》，你已经迈入了C语言的殿堂，那么《C程序设计进阶》将帮助你更上一层楼，理解“结构化程序设计的基本思想”，掌握“C程序设计的基本技巧”，养成“良好的编程习惯和编程风格”，编写出“真正具有生命力的计算机程序”。完成这门课的学习，你将能解释C程序设计语言的基本概念与知识，并且使用C语言编写计算机程序解决生活工作中的实际问题。
取地址与指针运算
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Do curso por Peking University
C程序设计进阶
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Na lição
指针（二）
这次课是上次课的延续，我们将为大家讲解“指针与字符串”之间的关系，“二维数组名的含义”（这也是一个小难点，不过，只要大家谨记上次课中的结论，一切将会变得简单：）），以及“指针与函数参数”之间的关系（这种情况很常见哦：））。
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Ge Li 李戈, Ph.D.Associate Professor
School of Electronics Engineering and Computer Science
那接下来呢，我们进入今天一个主要的内容，
指向二维数组的指针。
那么在开始讲这部分之前呢，我首先说明一下。那么，指向二维数组的指针啊，
对同学们来说可能是一个难点。比方说在我们这个课上，
有些同学啊，可能践足于一些参考教材，往前学了一些。
他的进度比我们课程稍微快了一点。 当他看到这个部分的时候呢，他就产生了很多的问题。于是呢，就写邮件给我，来询问这些问题。
我很理解这个状况。首先呢，这部分啊稍微有一点点的麻烦。
而且呢，我也确实看到，在很多的教材上解释得不是很清楚。
啊，所以说呢，给同学们的理解造成了麻烦。 其实啊在这一部分很关键是一个理解的问题。
Ok ，那接下来啊，在介绍指向 二维数组的指针之前，我们首先啊，先再来谈一下一维数组的
地址的问题。Ok ，大家还记得这一页 PPT 吗?
哪，在这一页 PPT 上啊，我解释了一个问题。
如果你定义了一个指针变量 p2。
它呢，指向了一个普通的整型的变量 a。
啊，因为 a 是一个整型的变量，int 型的变量，所以说，
a 在内存空间中占了1，2，3，4 ，4 个字节。
这个时候呢，如果我们对指向 a 的指针变量 p2 进行
++ 操作的话， 那么，得到的结果并不是对 p2
的这个地址进行了 +1 的操作， 而是进行了地址 + 4
的一个操作。所以经过 ++ 以后呢，p2 移到了这里。
啊，也就是说，一下跨越了 4 个字节。这是我们曾经讲过的。
总结一下的话就是说，当我们对
一个指向整型的指针变量进行 ++ 操作的话，
那么指针变量的值一下子增加了 4。
啊，这是上次课我们曾经讲过的。我们还说，这个东西呢，它体现了
基类型的作用。啊，就因为定义了这样一个基类型，所以才会出现 这样的一个结果。Ok
，那么回顾完这次讲的知识点以后啊， 我们就来看一段程序。我们来看这个程序，读一下这个程序。
想一下，这个程序的输出啊，会是什么样子的?
在这个程序里头啊，首先呢，我们定义了一个数组，int a[4] =
1,3,5,7 数值。 那么当我定义完这样的一个数组的时候啊，那么肯定在内存里头
就开辟出一片存储空间，并且呢，把这个数组放进去。
比方说，啊内存的状况是这样的，4个数组元素摆在这里。 a[0], a[1], a[2],
a[3]。 这一边呢，都代表内存地址，啊这都是内存的地址。
当然，内存的地址是一个字节一个字节的来标定的。
啊，比方说这是一个字节，那么这就是由一个字节相对应的内存地址。 Ok
，那我们就来分析一下底下程序的运行过程。首先啊，我在这里打印数组名
a 的值。 毫无疑问，因为数组名是数组首元素的指针，也就是数组首元素的地址
也是数组首元素的起始地址。所以说在这儿毫无疑问会打印这个值
0028F7C4。 会打印这样一个值。这是毫无疑问的。Ok,
再往下，我们去打印 a+1 的值。 这个时候啊，可能有的同学就有不同的建议了。那
a+1 的值应该是多少呢?
到底是在 0028F7C4 的这个基础上 +1 得到
0028F7C5 呢，还是要打印一个其它的值呢
？ 要分析清楚啊，也不难。我们只要搞清楚这个
a 是什么含义就可以了。 对不对？a 的含义我们再清楚不过了。
a 是数组的名字，也就是
指向数组首元素的那个指针。数组的首元素，第一个元素是什么类型的啊？ 是
int 类型的元素。我们刚刚讲过，当一个指针变量指向一个
int 型的元素，而我们对这个指针变量进行 +1 的操作的时候，它会跨过
几个字节啊？会跨过 4 个字节。 也就是说，当对 a
进行 +1 的时候，它会直接跨过 4 个字节到哪儿啊?
到这里。 到这里。也就是说， a+1 的值会打印哪一个值啊？会打印这个值。
0028F7C8 ，一下跨过了 4 个字节。
啊，我相信呢，这个，大家也不难理解。Ok, 这是这两个。
继续往下看。接下来呢，我要打印的东西叫做 &a。
&a 。有的同学在这儿可能就产生疑问了。
a 呢，它是一个常量，它不是一个变量。
那么在 a 的前面再加一个 & 的取地址符号，这个怎么解释呢？
这个程序能正确运行吗 ？
啊，可能很多同学都会有这样的疑问。 Ok,
那其实关于这个问题呢，在上一节课被更新以后的
视频中，我已经给出来解释了。那么在这儿呢，我再解释一下。
这是上次课，我们去解释数组的名字相当于指向数组第一个
元素的指针的时候，我们用的一张 PPT 。那么在这个
PPT 上呢， 我列出来了 3 个从 C
语言的规范中截起来的文字的片段。
那么，在中间的这一段，关于数组类型的表达式，比方说数组名，
它的类型的解释中，明确的指出来了这样的一个问题。
就是说，如果这个数组名啊，except when it
is operand of 它，它和 & operator
。如果它不是这个 & 的操作符的一个操作数的时候，
也就是说，如果一个数组的名字
不出现在这个取地址符号的后面的时候，
那么，它的类型将被转换成 an expression with type pointer to type。
也就是说，它就会被转换成为指针类型。
而且这个指针类型是指向哪的呢？指向数组的第一个元素的。
那么这一段呢，就解释得非常的清楚了。就是说，一个数组名，
如果不出现在取地址符号后面的话，那么它呢，就相当于
指向数组首元素的指针。那么如果出现在这个取地址符号后面
会怎样呢？那么根据 C 语言的规范，
当一个数组名出现在 & 的符号以后的话，
它会返回一个指向这个数组的一个指针。
什么意思呢？根据 C 语言的规范，当你把一个有
E 的表达式写在 取地址符号后面的时候，比方说，&E,
那么，根据 C 语言的规范呢，整个这个式子
返回的将是指向这个 E 的一个指针。
那么在这个程序里头，出现在取地址符号后面的是数组的名字
a。 那么根据取地址符号的这个运算规则，在这个时候，整个这个 &a
返回的结果将是指向数组 a 的一个指针。也就是说，这个指针的类型
不再是指向数组的第一个元素的了，而是指向整个数组的
一个指针。Ok ，那么下面我们回到这个例子，再跟大家说明一下。
也就是说，原来呢我们只打印 a 的时候，那么这个程序呢，将会打印这个地址。
对吧？那么现在呢，当我们打印 &a 的时候，
它依然会打印这个地址。 但是，&a 跟 a
有什么不同呢？ a 呢，是相当于指向数组首元素的那个指针。
而 &a 也就是取地址符号加上 a ，相当于什么呢？
相当于指向整个数组的一个指针。
啊，也就是说啊，这两个 a 啊，
虽然打印出的地址是同一个地址，
但是它们的管辖范围不同。 那么这个 a
呢，它的管辖范围只是数组的首元素。但是 &a
这个表达式所返回的那个指针，
它的管辖范围是哪呢？是整个数组。是整个数组。
虽然他们打印出的地址是一样的，但是它们的
管辖范围完全不同。啊也就是说，
如果在数组名字前面加上一个 & 的符号的话，
就相当于把这个数组名字的管辖范围
上升了一级，给它升官了。明白这个意思了吗？ 啊，这就是
&a 的含义。好！ 我们呢清理一下屏幕，接着往下看，
通过刚才我们这个介绍啊，大家都知道，
&a实际上是一个指向整个数组的一个指针。
那么在打印完&a以后，我再去打印 &a+1，请问它会打印哪个地址呢？
那根据我们前面讲过的，如果对一个指针进行+1的话，
它会跨过它的基类型所占用的全部内存单元。
对不对，如果对a进行+1，我们得到了这个地址，
得到了这个结果；如果对&a+1的时候，我们应该得到哪个结果啊？是不是从这
将跨越整个数组啊， 对不对，将会跨越这个数组a+1。所以说
&a+1会指向哪里？会打印哪个地址啊，会打印这个地址。
这是&a+1的这个涵义。 它会跨越整个数组。好，说到这呢，我们不妨先来看一下
这个程序的执行结果。这是这个程序的执行结果，我们来核实一下。
当我去打印数组名a的时候，
我得到的是0028F7C4，也就是这个地址，
这毫无疑问是正确的。当我去打印a+1的时候，我所得到的是，
0028F7C8，是这个地址，这个也是正确的。
当我再去打印&a的时候，我们说这个时候，
虽然它跟a的结果应该是一样的，但它的权限范围不同。
我们先来看打出来的结果是不是一样的，0028F7C4， 跟这个结果是一模一样的。
那我接下来再去打印&a+1，那么根据我们的分析它将打印这个地址。我们来看一眼， 是不是0028F7D4？没有错这是这个地址。
通过这几次打印，我们就能搞清楚a和&a的涵义。
好再完成这个输出之后啊，我又打印了一个这样的表达式，
*(&a),而且呢 先算&a 再去算*，那么对于这样的一个表达式我们应该怎么样去理解呢？
&a，a是数组名，&a是指向数组的
一个指针，它是指向整个数组的这么一个指针，
对它进行指针预算，求*（&a），那这个会返回一个什么样的结果呢？
那么根据C语言的规范，出现在* 运算后面的这个表达式，
比方说这个E，如果这个表达式是一个指针的话，
那么*E这个表达式返回的结果将是，
这个表达式E，它不是个指针吗？它所指向的那个内容。
回到这个例子，比方说在这，我们在&a前面使用了*，
那根据刚刚我们所讲过的， 整个这个表达式，也就是*（&a）
这个表达式，返回的结果将是，
&a这个式子所指向的那个东西，那&a指向的东西应该是什么啊，
我们刚刚讲过，&a指向的是数组，
所以说当我们去打印这个表达式*（&a）的时候，其实整个的打印结果就相当于我们去打印a
就是这样的一个结果。
所以说在这打印的时候，你看我们打印出来是0028F7C4，
是这个值。那有的同学说了，哎呀，你打印出来这个地址，我可不知道这个地址表示什么涵义，
因为在这，在这都会打印这个地址，那么
为了证明这个地址的涵义，很好办，我去打印一下*（&a）+1的值。
那么通过这个打印我们发现，它的值打印出来0028F7C8是哪个，是这个值，
说明我们在这打印*（&a）跟打印a的结果是一样的。
ok，这就是整个这个程序运行的结果。
那么鉴于这个程序运行结果的重要性，我们再来梳理一下它的输出结果。
我定义一个数组a，4个元素，
那么接下来当我去打印数组名a的时候，毫无疑问，
我会打印数组的起始地址，也就是这个地址。那么当我去打印数组名+1的时候，
因为数组名相当于指向数组第一个元素的指针，
因此对数组名进行+1的时候，将会跨过第一个元素，所以说这个值会打印这个地址。
接下来当我们去打印&a的时候，那么根据刚才我们所讲的，
&a呢将会返回指向整个数组的一个指针。
当然当我们去打印&a的时候，仍然会打印这个地址，也就是说数组的起始地址。
但是呢我们知道这个时候，&a它的涵义已经不同了。
在a的前面加了一个&符号，那么就相当于把a的管辖范围给它上调了一级，
上升了一级。 原来a的管辖范围呢是第一个数组元素，
那么上调了一级之后呢，&a的管辖范围就变成了 整个数组了，
这是&a的涵义。所以说当我们再去打印&a+1的时候，
那么它会跨过整个数组的存储范围而去打印
这个地址。这是刚才我们所看到的。
ok，接下来再去打印*（&a），刚才我们也讲过，
这一句相当于打印a ，所以说，
我仍然会打印这一个地址，仍然会打印这个地址。
那么*（&a）的涵义呢完全就相当于a，也就是说啊当我们把一个*号
放在一个表达式的前面的是时候，就相当于把这个表达式的管辖范围，
又给它降了一级，对不对，原来&a的管辖范围是整个数组，
那么现在呢，我给它降了一级之后，*（&a）的管辖范围又变成了
数组的第一个元素了。怎么去证明这一点呢，当我们打印*（&a）的时候，它又会跨过数组的
第一个元素而去打印这个地址啦，
对不对，这就是这个程序执行的所有的结果。
ok，通过这个程序啊，
我们啊就可以得到这样一些结论，关于一维数组的。
首先呢，我们知道，数组名呢相当于指向数组第一个元素的指针。
那比方说这个数组a呢是指向这个首元素的指针，
也就是说a相当于&a【0】，这是我们知道的，
那么在这个前提下，通过刚才的例子，我们能得出来这样两个结论。第一个，
当我面写&a的时候，这个&符号用在a上面，就相当于把a的管辖范围，
做一个比方的话，上调了一级或者叫上升了一级，
也就是说原来a的管辖范围呢，只是a[0]，数组的第一个元素。
如果我们在前面增加一个&的符号的话，那么
&a的管辖范围就变大了，变成了整个数组了,
上升了一级。那么跟这个结论相对的，我们还可以得到* 运算，
就是当我们在一个表达式的前面加一个* 运算指针运算符的时候，
也就是相当于我们把这个表达式的管辖范围啊，
下降了一级，比方说对于这样一个例子，那么原来a是指向a【0】的一个
指针，那如果我们对它做*a的运算，我们得到的
只是a 【0】的值，也就是说如果我们打印a的时候，好歹我们得到的是一个地址，
那么如果我们去打印*a的话，我们得到的只能是a[0]的值，
对不对。那么对比刚才的那个例子，
对于数组a，我如果&a的话，相当于上升了一级，
那如果我对这个上升的结果再做一个* 运算的话，
就把上升的那一级又给它降回来了，所以这个就相对于a。
ok，其实呢这一点都不复杂，总结起来就两句话，
也就是&号，就相当于把&后面的表达式，上调了一级，管辖
范围扩大了一级，* a呢就相当于管辖范围下降了一级。
如果这么理解的话，就非常非常的简单，也非常容易记住。
ok，有了这个概念，我们再去看二维数组，就容易的多了。
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