Связь между указателями и массивами

В языке Си массивы и указатели тесно связаны. Имя каждого массива может рассматриваться как указатель на первый элемент массива. Элемент массива a[i] есть элемент массива, на который указывает значение a+i, т.е. *(a+i), где значение а является адресом первого элемента массива а, а именно a[0]. Выражение a+i является примером арифметических действий с указателями - целое значение i складывается со значением указателя, адресом первого элемента массива а. Значение этого выражения есть а плюс объем памяти, занимаемый i элементами массива a. Предположим, что x - двумерный массив. Тогда ссылка на подмассив x[i] является ссылкой на i-ю строку массива x. x[i] дает адрес первого элемента этой строки, т.е. *(x+i). Элементы каждой строки занимают непрерывную область памяти, так как массивы хранятся записанными по строкам, т.е. при записи элементов массива в память быстрее всех изменяется последний индекс.

Аналогично, ссылка на y[i], где y - n-мерный (n>1) массив, является ссылкой на (n-1)-мерный подмассив с элементами y[i, j2,j3,_jn], где значения jk соответствуют определению массива y. y[i] дает адрес первого элемента этого подмассива, т.е. *(y+i). Все элементы этого (n-1)-мерного подмассива занимают непрерывную область памяти.

Строки - дополнительные сведения о тесной связи между указателями и массивами

Строки - это массивы знаков. По соглашению, последним знаком строки должен быть нулевой знак \0. Поскольку имя массива фактически является указателем на первый элемент массива, переменные типа string могут также рассматриваться, как имеющие тип char *. Например, вторая переменная string_array в определении

char *string_pointer, string_array[81];

может рассматриваться также как знаковый указатель. Для строки, представленной первой переменной string_pointer, память должна быть выделена явно. С другой стороны, для массива string_array память является указателем на нее. Заметим, что память должна быть также выделена или зарезервирована для признака конца строки \0.

!

Нет ничего необычного не только в интерпретации переменных типа string, т.е. массивов знаков как указателей, но и в интерпретации строк, которые также могут рассматриваться двояко - как массивы и как указатели - и все в одной программе! Это особенно важно, когда строки передаются как аргументы функции. Вызывающая программа может рассматривать строку как массив знаков, а вызываемая функция может рассматривать ее как знаковый указатель. Если длина строки непостоянна, то использование знаковых указателей для строк имеет определенные преимущества. Хотя строки переменной длины могут быть также реализованы с использованием массивов, такая реализация оказывается слишком неэкономной с точки зрения использования памяти и налагает ограничения на максимальную длину строки. Например, для размещения строк разной длины может быть создан массив знаковых указателей. Альтернативное решение с использованием двумерного массива знаков в общем случае будет использовать память неэффективно, так как в этом случае потребовалось бы сделать число столбцов равным числу знаков в строке наибольшей возможной длины.

Инициализация массивов и классы памяти

Мы знаем, что скалярные переменные можно инициализировать в описании типа при помощи таких выражений, как например:

int fix = 1;

float flax = PI*2;

при этом предполагается, что PI - ранее введенное макроопределение. Можно ли инициализировать массивы?

Внешние, статические и автоматические массивы можно инициализировать!

Регистровые массивы инициализировать нельзя!

Если ничего не засылать в массив перед началом работы с ним, то внешние, статические и автоматические массивы инициализируются для числовых типов нулем и '\0' (null) для символьных типов, а регистровые массивы содержат какой-то мусор, оставшийся в этой части памяти. Если в статическом, внешнем или автоматическом массиве нам нужны первоначальные значения, отличные от нуля, в этом случае мы можем делать так:

/* дни месяца */

int days[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

main()

{

int index;

extern int days[];/*необязательное описание */

for(index = 0; index<12; index++)

printf("Месяц %d имеет %d дней.\n", index+1,

days[index]);

}

Результат:

Месяц 1 имеет 31 дней.

Месяц 2 имеет 28 дней.

Месяц 3 имеет 31 дней.

Месяц 4 имеет 30 дней.

Месяц 5 имеет 31 дней.

Месяц 6 имеет 30 дней.

Месяц 7 имеет 31 дней.

Месяц 8 имеет 31 дней.

Месяц 9 имеет 30 дней.

Месяц 10 имеет 31 дней.

Месяц 11 имеет 30 дней.

Месяц 12 имеет 31 дней.

Количество элементов в списке инициализации должно соответствовать размеру массива. Если список меньше размера массива, то элементы массива, на которых не хватило списка, будут забиты нулями. Если же список больше массива, то компилятор выдаст синтаксическую ошибку. Надо просто выделить массив, размер которого будет достаточен для размещения списка.

Предыдущую программу лучше переписать так:

int days[ ] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

main()

{

int index;

extern int days[ ];/* необязательное описание */

for(index=0;index<sizeof(days)/(sizeof(int));

index++)

printf("Месяц %d имеет %d дней.\n",index +1,

days[index]);

}

К этой программе следует сделать два существенных замечания.

Первое: если мы используем пустые скобки для инициализации массива, то компилятор сам определит количество элементов в списке и выделит для него массив нужного размера.

Второе: оно касается добавления, сделанного в управляющем операторе for. Не полагаясь на свои вычислительные способности, мы возложили задачу подсчета размера массива на компилятор. Оператор sizeof определяет размер в байтах объекта или типа, следующего за ним. Предположим в нашей вычислительной системе размер каждого элемента типа int равен двум байтам, поэтому для получения количества элементов массива мы делим общее число байтов, занимаемое массивом, на 2. Однако в других системах элемент типа int может иметь иной размер. Поэтому в общем случае выполняется деление на значение переменной sizeof для элемента типа int.

В результате работы этой программы мы получаем точно 12 значений. Наш метод, позволяющий программе самой находить размер массива, не позволил нам напечатать конец массива.

Дата добавления: 2014-01-05