数组

C 数组

C 语言支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

数组的声明并不是声明一个个单独的变量，比如 number0、number1、...、number99，而是声明一个数组变量，比如 numbers，然后使用 numbers[0]、numbers[1]、...、numbers[99] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。

所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素。

声明数组

在 C 中要声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量，如下所示

type arrayName [ arraySize ];

这叫做一维数组。arraySize 必须是一个大于零的整数常量，type 可以是任意有效的 C 数据类型。例如，要声明一个类型为 double 的包含 10 个元素的数组 balance，声明语句如下

double balance[10];

现在 balance 是一个可用的数组，可以容纳 10 个类型为 double 的数字。

初始化数组

在 C 中，您可以逐个初始化数组，也可以使用一个初始化语句，如下所示

double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

大括号 { } 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。

如果您省略掉了数组的大小，数组的大小则为初始化时元素的个数。因此，如果

double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

您将创建一个数组，它与前一个实例中所创建的数组是完全相同的。下面是一个为数组中某个元素赋值的实例：

balance[4] = 50.0;

上述的语句把数组中第五个元素的值赋为 50.0。所有的数组都是以 0 作为它们第一个元素的索引，也被称为基索引，数组的最后一个索引是数组的总大小减去 1。以下是上面所讨论的数组的的图形表示

访问数组元素

数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内，跟在数组名称的后边。例如

double salary = balance[9];

上面的语句将把数组中第 10 个元素的值赋给 salary 变量。下面的实例使用了上述的三个概念，即，声明数组、数组赋值、访问数组

#include <stdio.h>
	
int main () {
	
	int n[ 10 ]; /* n is an array of 10 integers */
	int i,j;
	
	/* initialize elements of array n to 0 */
	for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
	n[ i ] = i + 100;
	/*set element at location i to i+100 */
	}
	
	/* output each array element's value */
	for (j = 0; j < 10; j++ ) {
	printf("Element[%d] = %d\n", j, n[j] );
	}
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Element[0] = 100
Element[1] = 101
Element[2] = 102
Element[3] = 103
Element[4] = 104
Element[5] = 105
Element[6] = 106
Element[7] = 107
Element[8] = 108
Element[9] = 109

C 中数组详解

在 C 中，数组是非常重要的，我们需要了解更多有关数组的细节。下面列出了 C 程序员必须清楚的一些与数组相关的重要概念

概念	描述
多维数组	C 支持多维数组。多维数组最简单的形式是二维数组。
传递数组给函数	您可以通过指定不带索引的数组名称来给函数传递一个指向数组的指针。
从函数返回数组	C 允许从函数返回数组。
指向数组的指针	您可以通过指定不带索引的数组名称来生成一个指向数组中第一个元素的指针。

多维数组

C 语言支持多维数组。多维数组声明的一般形式如下

type name[size1][size2]...[sizeN];

例如，下面的声明创建了一个三维 5 . 10 . 4 整型数组

int threedim[5][10][4];

二维数组

多维数组最简单的形式是二维数组。一个二维数组，在本质上，是一个一维数组的列表。声明一个 x 行 y 列的二维整型数组，形式如下

type arrayName [ x ][ y ];

其中，type 可以是任意有效的 C 数据类型，arrayName 是一个有效的 C 标识符。一个二维数组可以被认为是一个带有 x 行和 y 列的表格。下面是一个二维数组，包含 3 行和 4 列：

因此，数组中的每个元素是使用形式为 a[ i , j ] 的元素名称来标识的，其中 a 是数组名称，i 和 j 是唯一标识 a 中每个元素的下标。

初始化二维数组

多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化。下面是一个带有 3 行 4 列的数组。

int a[3][4] = {
	{0, 1, 2, 3} , /*initializers for row indexed by 0 */
	{4, 5, 6, 7} , /*initializers for row indexed by 1 */
	{8, 9, 10, 11} /*initializers for row indexed by 2 */
};

内部嵌套的括号是可选的，下面的初始化与上面是等同的：

int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

访问二维数组元素

二维数组中的元素是通过使用下标（即数组的行索引和列索引）来访问的。例如

int val = a[2][3];

上面的语句将获取数组中第 3 行第 4 个元素。您可以通过上面的示意图来进行验证。让我们来看看下面的程序，我们将使用嵌套循环来处理二维数组

#include <stdio.h>
	
int main () {
	
	/* an array with 5 rows and 2 columns*/
	int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}};
	int i, j;
	
	/* output each array element's value */
	for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
	
		for ( j = 0; j < 2; j++ ) {
			printf("a[%d][%d] = %d\n", i,j, a[i][j] );
			}
		}
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

a[0][0]: 0
a[0][1]: 0
a[1][0]: 1
a[1][1]: 2
a[2][0]: 2
a[2][1]: 4
a[3][0]: 3
a[3][1]: 6
a[4][0]: 4
a[4][1]: 8

如上所述，您可以创建任意维度的数组，但是一般情况下，我们创建的数组是一维数组和二维数组。

传递数组给函数

如果您想要在函数中传递一个一维数组作为参数，您必须以下面三种方式来声明函数形式参数，这三种声明方式的结果是一样的，因为每种方式都会告诉编译器将要接收一个整型指针。同样地，您也可以传递一个多维数组作为形式参数。

方式 1

形式参数是一个指针

void myFunction(int *param) {
.
.
.
}

方式 2

形式参数是一个已定义大小的数组

void myFunction(int param[10]) {
.
.
.
}

方式 3

形式参数是一个未定义大小的数组

void myFunction(int param[]) {
.
.
.
}

实例

现在，让我们来看下面这个函数，它把数组作为参数，同时还传递了另一个参数，根据所传的参数，会返回数组中各元素的平均值

double getAverage(int arr[], int size) {
	
	int i;
	double avg;
	double sum = 0;
	
	for (i = 0; i < size; ++i) {
		sum += arr[i];
	}
	
	avg = sum / size;
	
	return avg;
}

现在，让我们调用上面的函数，如下所示

#include <stdio.h>
	
/* function declaration */
double getAverage(int arr[], int size);
	
int main () {
	
	/* an int array with 5 elements */
	int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
	double avg;
	
	/* pass pointer to the array as an argument */
	avg = getAverage( balance, 5 ) ;
	
	/* output the returned value */
	printf( "Average value is: %f ", avg );
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Average value is: 214.400000

您可以看到，就函数而言，数组的长度是无关紧要的，因为 C 不会对形式参数执行边界检查。

从函数返回数组

C 语言不允许返回一个完整的数组作为函数的参数。但是，您可以通过指定不带索引的数组名来返回一个指向数组的指针。我们将在下一章中讲解有关指针的知识，您可以先跳过本章，等了解了 C 指针的概念之后，再来学习本章的内容。

如果您想要从函数返回一个一维数组，您必须声明一个返回指针的函数，如下

int * myFunction() {
.
.
.
}

另外，C 不支持在函数外返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

现在，让我们来看下面的函数，它会生成 10 个随机数，并使用数组来返回它们，具体如下：

实例

#include <stdio.h>
	
/* function to generate and return random numbers */
int * getRandom( ) {
	
	static int  r[10];
	int i;
	
	/* set the seed */
	srand( (unsigned)time( NULL ) );
	
	for ( i = 0; i < 10; ++i) {
		r[i] = rand();
		printf( "r[%d] = %d\n", i, r[i]);
	}
	
	return r;
}
	
/* main function to call above defined function */
int main () {
	
	/* a pointer to an int */
	int *p;
	int i;
	
	p = getRandom();
	
	for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
		printf( "*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));
	}
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

r[0] = 313959809
r[1] = 1759055877
r[2] = 1113101911
r[3] = 2133832223
r[4] = 2073354073
r[5] = 167288147
r[6] = 1827471542
r[7] = 834791014
r[8] = 1901409888
r[9] = 1990469526
*(p + 0) : 313959809
*(p + 1) : 1759055877
*(p + 2) : 1113101911
*(p + 3) : 2133832223
*(p + 4) : 2073354073
*(p + 5) : 167288147
*(p + 6) : 1827471542
*(p + 7) : 834791014
*(p + 8) : 1901409888
*(p + 9) : 1990469526

指向数组的指针

您可以先跳过本章，等了解了 C 指针的概念之后，再来学习本章的内容。

如果您对 C 语言中指针的概念有所了解，那么就可以开始本章的学习。数组名是一个指向数组中第一个元素的常量指针。因此，在下面的声明中

double balance[50];

balance 是一个指向 &balance[0] 的指针，即数组 balance 的第一个元素的地址。因此，下面的程序片段把 p 赋值为 balance 的第一个元素的地址：

double *p;
double balance[10];
	
p = balance;

使用数组名作为常量指针是合法的，反之亦然。因此，*(balance + 4) 是一种访问 balance[4] 数据的合法方式。

一旦您把第一个元素的地址存储在 p 中，您就可以使用 *p、*(p+1)、*(p+2) 等来访问数组元素。下面的实例演示了上面讨论到的这些概念

#include <stdio.h>
	
int main () {
	
	/* an array with 5 elements */
	double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
	double *p;
	int i;
	
	p = balance;
	
	/* output each array element's value */
	printf( "Array values using pointer\n");
	
	for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
		printf("*(p + %d) : %f\n",  i, *(p + i) );
	}
	
	printf( "Array values using balance as address\n");
	
	for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
		printf("*(balance + %d) : %f\n",  i, *(balance + i) );
	}
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Array values using pointer
*(p + 0) : 1000.000000
*(p + 1) : 2.000000
*(p + 2) : 3.400000
*(p + 3) : 17.000000
*(p + 4) : 50.000000
Array values using balance as address
*(balance + 0) : 1000.000000
*(balance + 1) : 2.000000
*(balance + 2) : 3.400000
*(balance + 3) : 17.000000
*(balance + 4) : 50.000000

在上面的实例中，p 是一个指向 double 型的指针，这意味着它可以存储一个 double 类型的变量。一旦我们有了 p 中的地址，*p 将给出存储在 p 中相应地址的值，正如上面实例中所演示的。

指针

C 指针

学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针，可以简化一些 C 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。所以，想要成为一名优秀的 C 程序员，学习指针是很有必要的。

正如您所知道的，每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址

#include <stdio.h>

int main () {

   int  var1;
   char var2[10];

   printf("Address of var1 variable: %x\n", &var1  );
   printf("Address of var2 variable: %x\n", &var2  );

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Address of var1 variable: bff5a400
Address of var2 variable: bff5a3f6

通过上面的实例，我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。

什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为

type *var-name;

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明

int    *ip;    /* pointer to an integer */
double *dp;    /* pointer to a double */
float  *fp;    /* pointer to a float */
char   *ch     /* pointer to a character */

所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

如何使用指针？

使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作

#include <stdio.h>

int main () {

   int  var = 20;   /* actual variable declaration */
   int  *ip;        /* pointer variable declaration */

   ip = &var;  /* store address of var in pointer variable*/

   printf("Address of var variable: %x\n", &var  );

   /* address stored in pointer variable */
   printf("Address stored in ip variable: %x\n", ip );

   /* access the value using the pointer */
   printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip );

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Address of var variable: bffd8b3c
Address stored in ip variable: bffd8b3c
Value of *ip variable: 20

C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序

#include <stdio.h>

int main () {

   int  *ptr = NULL;

   printf("The value of ptr is : %x\n", ptr  );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

The value of ptr is 0

在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是操作系统保留的。然而，内存地址 0 有特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例，如果指针包含空值（零值），则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示

if(ptr)     /* succeeds if p is not null */
if(!ptr)    /* succeeds if p is null */

C 指针详解

在 C 中，有很多指针相关的概念，这些概念都很简单，但是都很重要。下面列出了 C 程序员必须清楚的一些与指针相关的重要概念

概念	描述
指针的算术运算	可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-
指针数组	可以定义用来存储指针的数组。
指向指针的指针	C 允许指向指针的指针。
传递指针给函数	通过引用或地址传递参数，使传递的参数在调用函数中被改变。
从函数返回指针	C 允许函数返回指针到局部变量、静态变量和动态内存分配。

指针的算术运算

C 指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

假设 ptr 是一个指向地址 1000 的整型指针，是一个 32 位的整数，让我们对该指针执行下列的算术运算

ptr++

在执行完上述的运算之后，ptr 将指向位置 1004，因为 ptr 每增加一次，它都将指向下一个整数位置，即当前位置往后移 4 个字节。这个运算会在不影响内存位置中实际值的情况下，移动指针到下一个内存位置。如果 ptr 指向一个地址为 1000 的字符，上面的运算会导致指针指向位置 1001，因为下一个字符位置是在 1001。

递增一个指针

我们喜欢在程序中使用指针代替数组，因为变量指针可以递增，而数组不能递增，因为数组是一个常量指针。下面的程序递增变量指针，以便顺序访问数组中的每一个元素

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main () {

   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;

   /* let us have array address in pointer */
   ptr = var;
	
   for ( i = 0; i < MAX; i++) {

	  printf("Address of var[%d] = %x\n", i, ptr );
	  printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr );

	  /* move to the next location */
	  ptr++;
   }
	
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Address of var[0] = bf882b30
Value of var[0] = 10
Address of var[1] = bf882b34
Value of var[1] = 100
Address of var[2] = bf882b38
Value of var[2] = 200

递减一个指针

同样地，对指针进行递减运算，即把值减去其数据类型的字节数，如下所示

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main () {

   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;

   /* let us have array address in pointer */
   ptr = &var[MAX-1];
	
   for ( i = MAX; i > 0; i--) {

	  printf("Address of var[%d] = %x\n", i-1, ptr );
	  printf("Value of var[%d] = %d\n", i-1, *ptr );

	  /* move to the previous location */
	  ptr--;
   }
	
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Address of var[2] = bfedbcd8
Value of var[2] = 200
Address of var[1] = bfedbcd4
Value of var[1] = 100
Address of var[0] = bfedbcd0
Value of var[0] = 10

指针的比较

指针可以用关系运算符进行比较，如 ==、< 和 >。如果 p1 和 p2 指向两个相关的变量，比如同一个数组中的不同元素，则可对 p1 和 p2 进行大小比较。

下面的程序修改了上面的实例，只要变量指针所指向的地址小于或等于数组的最后一个元素的地址 &var[MAX - 1]，则把变量指针进行递增

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main () {

   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;

   /* let us have address of the first element in pointer */
   ptr = var;
   i = 0;
	
   while ( ptr <= &var[MAX - 1] ) {

	  printf("Address of var[%d] = %x\n", i, ptr );
	  printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr );

	  /* point to the previous location */
	  ptr++;
	  i++;
   }
	
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Address of var[0] = bfdbcb20
Value of var[0] = 10
Address of var[1] = bfdbcb24
Value of var[1] = 100
Address of var[2] = bfdbcb28
Value of var[2] = 200

指针数组

在我们讲解指针数组的概念之前，先让我们来看一个实例，它用到了一个由 3 个整数组成的数组

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 3;
 
int main () {

   int  var[] = {10, 100, 200};
   int i;
 
   for (i = 0; i < MAX; i++) {
	  printf("Value of var[%d] = %d\n", i, var[i] );
   }
   
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Value of var[0] = 10
Value of var[1] = 100
Value of var[2] = 200

可能有一种情况，我们想要让数组存储指向 int 或 char 或其他数据类型的指针。下面是一个指向整数的指针数组的声明

int *ptr[MAX];

在这里，把 ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整数指针组成。因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。下面的实例用到了三个整数，它们将存储在一个指针数组中，如下所示

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 3;
 
int main () {

   int  var[] = {10, 100, 200};
   int i, *ptr[MAX];
 
   for ( i = 0; i < MAX; i++) {
	  ptr[i] = &var[i]; /* assign the address of integer. */
   }
   
   for ( i = 0; i < MAX; i++) {
	  printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr[i] );
   }
   
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Value of var[0] = 10
Value of var[1] = 100
Value of var[2] = 200

您也可以用一个指向字符的指针数组来存储一个字符串列表，如下

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 4;
 
int main () {

   char *names[] = {
	  "Zara Ali",
	  "Hina Ali",
	  "Nuha Ali",
	  "Sara Ali"
   };
   
   int i = 0;

   for ( i = 0; i < MAX; i++) {
	  printf("Value of names[%d] = %s\n", i, names[i] );
   }
   
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Value of names[0] = Zara Ali
Value of names[1] = Hina Ali
Value of names[2] = Nuha Ali
Value of names[3] = Sara Ali

指向指针的指针

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

一个指向指针的指针变量必须如下声明，即在变量名前放置两个星号。例如，下面声明了一个指向 int 类型指针的指针

int **var;

当一个目标值被一个指针间接指向到另一个指针时，访问这个值需要使用两个星号运算符，如下面实例所示

#include <stdio.h>
 
int main () {

   int  var;
   int  *ptr;
   int  **pptr;

   var = 3000;

   /* take the address of var */
   ptr = &var;

   /* take the address of ptr using address of operator & */
   pptr = &ptr;

   /* take the value using pptr */
   printf("Value of var = %d\n", var );
   printf("Value available at *ptr = %d\n", *ptr );
   printf("Value available at **pptr = %d\n", **pptr);

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Value of var = 3000
Value available at *ptr = 3000
Value available at **pptr = 3000

传递指针给函数

C 语言允许您传递指针给函数，只需要简单地声明函数参数为指针类型即可。

下面的实例中，我们传递一个无符号的 long 型指针给函数，并在函数内改变这个值

#include <stdio.h>
#include <time.h>
 
void getSeconds(unsigned long *par);

int main () {

   unsigned long sec;
   getSeconds( &sec );

   /* print the actual value */
   printf("Number of seconds: %ld\n", sec );

   return 0;
}

void getSeconds(unsigned long *par) {
   /* get the current number of seconds */
   *par = time( NULL );
   return;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Number of seconds :1294450468

能接受指针作为参数的函数，也能接受数组作为参数，如下所示

#include <stdio.h>
 
/* function declaration */
double getAverage(int *arr, int size);
 
int main () {

   /* an int array with 5 elements */
   int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
   double avg;
 
   /* pass pointer to the array as an argument */
   avg = getAverage( balance, 5 ) ;
 
   /* output the returned value  */
   printf("Average value is: %f\n", avg );
   return 0;
}

double getAverage(int *arr, int size) {

   int  i, sum = 0;       
   double avg;          
 
   for (i = 0; i < size; ++i) {
	  sum += arr[i];
   }
 
   avg = (double)sum / size;
   return avg;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Average value is: 214.40000

从函数返回指针

在上一章中，我们已经了解了 C 语言中如何从函数返回数组，类似地，C 允许您从函数返回指针。为了做到这点，您必须声明一个返回指针的函数，如下所示

int * myFunction() {
   .
   .
   .
}

另外，C 不支持在函数外返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

现在，让我们来看下面的函数，它会生成 10 个随机数，并使用表示指针的数组名（即第一个数组元素的地址）来返回它们，具体如下

#include <stdio.h>
#include <time.h>
 
/* function to generate and return random numbers. */
int * getRandom( ) {

   static int  r[10];
   int i;
 
   /* set the seed */
   srand( (unsigned)time( NULL ) );
	
   for ( i = 0; i < 10; ++i) {
	  r[i] = rand();
	  printf("%d\n", r[i] );
   }
 
   return r;
}
 
/* main function to call above defined function */
int main () {

   /* a pointer to an int */
   int *p;
   int i;

   p = getRandom();
	
   for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
	  printf("*(p + [%d]) : %d\n", i, *(p + i) );
   }
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

1523198053
1187214107
1108300978
430494959
1421301276
930971084
123250484
106932140
1604461820
149169022
*(p + [0]) : 1523198053
*(p + [1]) : 1187214107
*(p + [2]) : 1108300978
*(p + [3]) : 430494959
*(p + [4]) : 1421301276
*(p + [5]) : 930971084
*(p + [6]) : 123250484
*(p + [7]) : 106932140
*(p + [8]) : 1604461820
*(p + [9]) : 149169022

字符串

C 字符串

在 C 语言中，字符串实际上是使用 null 字符 '\0' 终止的一维字符数组。因此，一个以 null 结尾的字符串，包含了组成字符串的字符。

下面的声明和初始化创建了一个 "Hello" 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词 "Hello" 的字符数多一个。

char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

依据数组初始化规则，您可以把上面的语句写成以下语句：

char greeting[] = "Hello";

以下是 C/C++ 中定义的字符串的内存表示

其实，您不需要把 null 字符放在字符串常量的末尾。C 编译器会在初始化数组时，自动把 '\0' 放在字符串的末尾。让我们尝试输出上面的字符串

#include <stdio.h>
	
int main ()
{
	char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
	
	printf("Greeting message: %s\n", greeting );
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Greeting message: Hello

C 中有大量操作字符串的函数

序号	函数 & 目的
1	strcpy(s1, s2); 复制字符串 s2 到字符串 s1。
2	strcat(s1, s2); 连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾。
3	strlen(s1); 返回字符串 s1 的长度。
4	strcmp(s1, s2); 如果 s1 和 s2 是相同的，则返回 0；如果 s1<s2 则返回小于 0；如果 s1>s2 则返回大于 0。
5	strchr(s1, ch); 返回一个指针，指向字符串 s1 中字符 ch 的第一次出现的位置。
6	strstr(s1, s2); 返回一个指针，指向字符串 s1 中字符串 s2 的第一次出现的位置。

下面的实例使用了上述的一些函数

#include <stdio.h>
#include <string.h>
	
int main () {
	
	char str1[12] = "Hello";
	char str2[12] = "World";
	char str3[12];
	int  len ;
	
	/* copy str1 into str3 */
	strcpy(str3, str1);
	printf("strcpy( str3, str1) :  %s\n", str3 );
	
	/* concatenates str1 and str2 */
	strcat( str1, str2);
	printf("strcat( str1, str2):   %s\n", str1 );
	
	/* total lenghth of str1 after concatenation */
	len = strlen(str1);
	printf("strlen(str1) :  %d\n", len );
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

strcpy( str3, str1) :  Hello
strcat( str1, str2):   HelloWorld
strlen(str1) :  10

您可以在 C 标准库中找到更多字符串相关的函数。

结构体

C 结构体

C 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，结构是 C 编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许您存储不同类型的数据项。

结构用于表示一条记录，假设您想要跟踪图书馆中书本的动态，您可能需要跟踪每本书的下列属性

• Title
• Author
• Subject
• Book ID

定义结构

为了定义结构，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下

struct [structure tag] {
	
	member definition;
	member definition;
	...
	member definition;
} [one or more structure variables];

structure tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。下面是声明 Book 结构的方式

struct Books {
	char  title[50];
	char  author[50];
	char  subject[100];
	int   book_id;
} book;

访问结构成员

为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。您可以使用 struct关键字来定义结构类型的变量。下面的实例演示了结构的用法

#include <stdio.h>
#include <string.h>
	
struct Books {
	char  title[50];
	char  author[50];
	char  subject[100];
	int   book_id;
};
	
int main( ) {
	
	struct Books Book1;        /* Declare Book1 of type Book */
	struct Books Book2;        /* Declare Book2 of type Book */
	
	/* book 1 specification */
	strcpy( Book1.title, "C Programming");
	strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
	strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
	Book1.book_id = 6495407;
	
	/* book 2 specification */
	strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
	strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
	strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
	Book2.book_id = 6495700;
	
	/* print Book1 info */
	printf( "Book 1 title : %s\n", Book1.title);
	printf( "Book 1 author : %s\n", Book1.author);
	printf( "Book 1 subject : %s\n", Book1.subject);
	printf( "Book 1 book_id : %d\n", Book1.book_id);
	
	/* print Book2 info */
	printf( "Book 2 title : %s\n", Book2.title);
	printf( "Book 2 author : %s\n", Book2.author);
	printf( "Book 2 subject : %s\n", Book2.subject);
	printf( "Book 2 book_id : %d\n", Book2.book_id);
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Book 1 title : C Programming
Book 1 author : Nuha Ali
Book 1 subject : C Programming Tutorial
Book 1 book_id : 6495407
Book 2 title : Telecom Billing
Book 2 author : Zara Ali
Book 2 subject : Telecom Billing Tutorial
Book 2 book_id : 6495700

结构作为函数参数

您可以把结构作为函数参数，传参方式与其他类型的变量或指针类似。您可以使用上面实例中的方式来访问结构变量

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct Books {
	char  title[50];
	char  author[50];
	char  subject[100];
	int   book_id;
	};
	
/* function declaration */
void printBook( struct Books book );

int main( ) {
	
	struct Books Book1;        /* Declare Book1 of type Book */
	struct Books Book2;        /* Declare Book2 of type Book */
	
	/* book 1 specification */
	strcpy( Book1.title, "C Programming");
	strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
	strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
	Book1.book_id = 6495407;
	
	/* book 2 specification */
	strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
	strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
	strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
	Book2.book_id = 6495700;
	
	/* print Book1 info */
	printBook( Book1 );
	
	/* Print Book2 info */
	printBook( Book2 );
	
	return 0;
	}
	
	void printBook( struct Books book ) {
	
	printf( "Book title : %s\n", book.title);
	printf( "Book author : %s\n", book.author);
	printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
	printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700

指向结构的指针

您可以定义指向结构的指针，方式与定义指向其他类型变量的指针相似，如下所示

struct Books *struct_pointer;

现在，您可以在上述定义的指针变量中存储结构变量的地址。为了查找结构变量的地址，请把 & 运算符放在结构名称的前面，如下所示

struct_pointer = &Book1;

为了使用指向该结构的指针访问结构的成员，您必须使用 -> 运算符，如下所示

struct_pointer->title;

让我们使用结构指针来重写上面的实例，这将有助于您理解结构指针的概念

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct Books {
	char  title[50];
	char  author[50];
	char  subject[100];
	int   book_id;
};
	
/* function declaration */
void printBook( struct Books *book );
int main( ) {
	
	struct Books Book1;        /* Declare Book1 of type Book */
	struct Books Book2;        /* Declare Book2 of type Book */
	
	/* book 1 specification */
	strcpy( Book1.title, "C Programming");
	strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
	strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
	Book1.book_id = 6495407;
	
	/* book 2 specification */
	strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
	strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
	strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
	Book2.book_id = 6495700;
	
	/* print Book1 info by passing address of Book1 */
	printBook( &Book1 );
	
	/* print Book2 info by passing address of Book2 */
	printBook( &Book2 );
	
	return 0;
}
	
void printBook( struct Books *book ) {
	
	printf( "Book title : %s\n", book->title);
	printf( "Book author : %s\n", book->author);
	printf( "Book subject : %s\n", book->subject);
	printf( "Book book_id : %d\n", book->book_id);
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700

位域

位域允许在结构中打包数据。 当内存或数据存储非常重要时，这尤其有用。 典型的例子包括

• 将几个对象打包成机器字。 例如 1位标志可以被压缩。
• 读取外部文件格式 - 可读入非标准文件格式，例如9位整数。

C允许我们通过在变量之后加上：位长度来在结构定义中完成此操作。 例如

struct packed_struct {
	unsigned int f1:1;
	unsigned int f2:1;
	unsigned int f3:1;
	unsigned int f4:1;
	unsigned int type:4;
	unsigned int my_int:9;
} pack;

这里，packed_struct包含6个成员：四个1位标志f1..f3，一个4位类型和一个9位my_int。

C尽可能紧凑地自动打包上述位字段，只要字段的最大长度小于或等于计算机的整数字长度。 如果情况并非如此，那么一些编译器可能允许字段的内存重叠，而其他编译器会将下一个字段存储在下一个字中。

共用体

C 共用体

共用体是一种特殊的数据类型，允许您在相同的内存位置存储不同的数据类型。您可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。

定义共用体

为了定义共用体，您必须使用 union 语句，方式与定义结构类似。union 语句定义了一个新的数据类型，带有多个成员。union 语句的格式如下

union [union tag] {
	member definition;
	member definition;
	...
	member definition;
} [one or more union variables];

union tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在共用体定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个共用体变量，这是可选的。下面定义一个名为 Data 的共用体类型，有三个成员 i、f 和 str

union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
} data;

现在，Data 类型的变量可以存储一个整数、一个浮点数，或者一个字符串。这意味着一个变量（相同的内存位置）可以存储多个多种类型的数据。您可以根据需要在一个共用体内使用任何内置的或者用户自定义的数据类型。

共用体占用的内存应足够存储共用体中最大的成员。例如，在上面的实例中，Data 将占用 20 个字节的内存空间，因为在各个成员中，字符串所占用的空间是最大的。下面的实例将显示上面的共用体占用的总内存大小：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
};

int main( ) {
	
	union Data data;
	
	printf( "Memory size occupied by data : %d\n", sizeof(data));
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Memory size occupied by data : 20

访问共用体成员

为了访问共用体的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是共用体变量名称和我们要访问的共用体成员之间的一个句号。您可以使用 union 关键字来定义共用体类型的变量。下面的实例演示了共用体的用法

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
};
	
int main( ) {
	
	union Data data;
	
	data.i = 10;
	data.f = 220.5;
	strcpy( data.str, "C Programming");
	
	printf( "data.i : %d\n", data.i);
	printf( "data.f : %f\n", data.f);
	printf( "data.str : %s\n", data.str);
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

data.i : 1917853763
data.f : 4122360580327794860452759994368.000000
data.str : C Programming

在这里，我们可以看到共用体的 i 和 f 成员的值有损坏，因为最后赋给变量的值占用了内存位置，这也是 str 成员能够完好输出的原因。现在让我们再来看一个相同的实例，这次我们在同一时间只使用一个变量，这也演示了使用共用体的主要目的

#include <stdio.h>
#include <string.h>
	
union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
};
	
int main( ) {
	
	union Data data;
	
	data.i = 10;
	printf( "data.i : %d\n", data.i);
	
	data.f = 220.5;
	printf( "data.f : %f\n", data.f);
	
	strcpy( data.str, "C Programming");
	printf( "data.str : %s\n", data.str);
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

data.i : 10
data.f : 220.500000
data.str : C Programming

在这里，所有的成员都能完好输出，因为同一时间只用到一个成员。

位域

C 共用体

共用体是一种特殊的数据类型，允许您在相同的内存位置存储不同的数据类型。您可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。

定义共用体

为了定义共用体，您必须使用 union 语句，方式与定义结构类似。union 语句定义了一个新的数据类型，带有多个成员。union 语句的格式如下

union [union tag] {
	member definition;
	member definition;
	...
	member definition;
} [one or more union variables];

union tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在共用体定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个共用体变量，这是可选的。下面定义一个名为 Data 的共用体类型，有三个成员 i、f 和 str

union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
} data;

现在，Data 类型的变量可以存储一个整数、一个浮点数，或者一个字符串。这意味着一个变量（相同的内存位置）可以存储多个多种类型的数据。您可以根据需要在一个共用体内使用任何内置的或者用户自定义的数据类型。

共用体占用的内存应足够存储共用体中最大的成员。例如，在上面的实例中，Data 将占用 20 个字节的内存空间，因为在各个成员中，字符串所占用的空间是最大的。下面的实例将显示上面的共用体占用的总内存大小：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
};

int main( ) {
	
	union Data data;
	
	printf( "Memory size occupied by data : %d\n", sizeof(data));
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Memory size occupied by data : 20

访问共用体成员

为了访问共用体的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是共用体变量名称和我们要访问的共用体成员之间的一个句号。您可以使用 union 关键字来定义共用体类型的变量。下面的实例演示了共用体的用法

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
};
	
int main( ) {
	
	union Data data;
	
	data.i = 10;
	data.f = 220.5;
	strcpy( data.str, "C Programming");
	
	printf( "data.i : %d\n", data.i);
	printf( "data.f : %f\n", data.f);
	printf( "data.str : %s\n", data.str);
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

data.i : 1917853763
data.f : 4122360580327794860452759994368.000000
data.str : C Programming

在这里，我们可以看到共用体的 i 和 f 成员的值有损坏，因为最后赋给变量的值占用了内存位置，这也是 str 成员能够完好输出的原因。现在让我们再来看一个相同的实例，这次我们在同一时间只使用一个变量，这也演示了使用共用体的主要目的

#include <stdio.h>
#include <string.h>
	
union Data {
	int i;
	float f;
	char str[20];
};
	
int main( ) {
	
	union Data data;
	
	data.i = 10;
	printf( "data.i : %d\n", data.i);
	
	data.f = 220.5;
	printf( "data.f : %f\n", data.f);
	
	strcpy( data.str, "C Programming");
	printf( "data.str : %s\n", data.str);
	
	return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

data.i : 10
data.f : 220.500000
data.str : C Programming

在这里，所有的成员都能完好输出，因为同一时间只用到一个成员。

typedef

C typedef

C 语言提供了 typedef 关键字，您可以使用它来为类型取一个新的名字。下面的实例为单字节数字定义了一个术语 BYTE

 
typedef unsigned char BYTE;

在这个类型定义之后，标识符 BYTE 可作为类型 unsigned char 的缩写，例如

BYTE  b1, b2;

按照惯例，定义时会大写字母，以便提醒用户类型名称是一个象征性的缩写，但您也可以使用小写字母，如下

typedef unsigned char byte;

您也可以使用 typedef 来为用户自定义的数据类型取一个新的名字。例如，您可以对结构体使用 typedef 来定义一个新的数据类型名字，然后使用这个新的数据类型来直接定义结构变量，如下

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
typedef struct Books {
   char title[50];
   char author[50];
   char subject[100];
   int book_id;
} Book;
 
int main( ) {

   Book book;
 
   strcpy( book.title, "C Programming");
   strcpy( book.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( book.subject, "C Programming Tutorial");
   book.book_id = 6495407;
 
   printf( "Book title : %s\n", book.title);
   printf( "Book author : %s\n", book.author);
   printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
   printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Book  title : C Programming
Book  author : Nuha Ali
Book  subject : C Programming Tutorial
Book  book_id : 6495407

typedef vs #define

#define 是 C 指令，用于为各种数据类型定义别名，与 typedef 类似，但是它们有以下几点不同

• typedef 仅限于为类型定义符号名称，#define不仅可以为类型定义别名，也能为数值定义别名，比如您可以定义 1 为 ONE。
• typedef 是由编译器执行解释的，#define 语句是由预编译器进行处理的。

下面是 #define 的最简单的用法：

#include <stdio.h>
 
#define TRUE  1
#define FALSE 0
 
int main( ) {
   printf( "Value of TRUE : %d\n", TRUE);
   printf( "Value of FALSE : %d\n", FALSE);

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果

Value of TRUE : 1
Value of FALSE : 0