Указатели на массивы

Между указателями и массивами существует тесная связь.

Любую операцию, которую можно выполнить с помощью индексов массива, можно сделать и с помощью указателей. Вариант с указателями обычно оказывается более быстрым, но и несколько более трудным для непосредственного понимания, по крайней мере для начинающего.

Описание int a[10] определяет массив размера 10, т.е. Набор из 10 последовательных объектов, называемых a[0], a[1], ..., a[9]. Запись a[i] соответствует элементу массива через i позиций от начала. Если pa - указатель целого, описанный как

int*pa

то присваивание

pa= &a[0]

приводит к тому, что pa указывает на нулевой элемент массива a; это означает, что pa содержит адрес элемента a[0]. Теперь присваивание

x= *pa

будет копировать содержимое a[0] в x.

Если pa указывает на некоторый определенный элемент массива a, то по определению pa+1 указывает на следующий элемент, и вообще pa-i указывает на элемент, стоящий на i позиций до элемента, указываемого pa, а pa+i на элемент, стоящий на i позиций после. Таким образом, если pa указывает на a[0], то

*(pa+1)

ссылается на содержимое a[1], pa+i - адрес a[i], а *(pa+i) - содержимое a[i].

Эти замечания справедливы независимо от типа переменных в массиве a. Суть определения "добавления 1 к указателю", а также его распространения на всю арифметику указателей, состоит в том, что приращение масштабируется размером памяти, занимаемой объектом, на который указывает указатель. Таким образом, i в pa+i перед прибавлением умножается на размер объектов, на которые указывает pa.

Очевидно существует очень тесное соответствие между индексацией и арифметикой указателей. в действительности компилятор преобразует ссылку на массив в указатель на начало массива. В результате этого имя массива является указательным выражением. Отсюда вытекает несколько весьма полезных следствий. Так как имя массива является синонимом местоположения его нулевого элемента, то присваивание pa=&a[0] можно записать как

pa=a

Таким образом:

Указателем на массив является имя данного массива, а также указатель на его первый элемент. Например:

intarray[10], *аР;

aP=array; // ИлиaP=&array[10]

Для доступа к элементам массива существуют два различных способа.

Доступ к элементам массива может выполняться:

• по указателю на массив и индексу элемента, задаваемого в квадратных скобках: первый элемент массива имеет индекс 0;

• по указателю на элемент массива.

Для получения адреса элемента массива применяется оператор &.

Имя массива является адресом массива и эквивалентно следующему выражению: &имя_массива[0].

Первый способ связан с использованием обычных ин­дексных выражений в квадратных скобках, например, аггау[3]=1 или array[i+2] = 7. При таком способе доступа запи­сываются два выражения (array и i+2), причем второе заключа­ется в квадратные скобки. Одно из них должно быть указателем, а второе — выражением целого типа. Последовательность записи этих выражений может быть любой, но в квадратных скобках записывается выражение, следующее вторым.

Поэтому записи array [3] и 3[array] эквивалентны и обозначают элемент масси­ва array под номером три.

Указатель, используемый в индексном выражении, не обязательно должен быть константой, указываю­щей на какой-либо массив, это может быть и переменная.

В част­ности, после выполнения присваивания аР=аrrау доступ к деся­тому элементу массива можно получить с помощью указателя аР в форме aP[10] или 10[aP].

Второй способ доступа к элементам массива связан с использо­ванием адресных выражений и операции разадресации в форме (аггау+10)=3 или * (array+i+2) =7.

При таком способе доступа адресное выражение, равное адресу десятого элемента массива, тоже может быть записано разными способами: * (аггау+10) или * (10+array).

При реализации на компьютере первый способ приводится ко второму, т, е. индексное выражение преобразуется к адресному. Для приведенных примеров array[10] и 10[array] преобразуют­ся в

*(аггау+10).

Для доступа к начальному элементу массива (к элементу с нулевым индексом) можно использовать просто значение указателя array или аР. Любая из операций

*аrrау=2;

array[0]=2;

*(аrrау+0)=2;

*аР=2 ;

аР[0]=2;

*(аР+0)=2;

присваивает начальному элементу массива значение 2, но быст­рее всего выполнятся операции *аггау=2 и *ар=2, т. к. в них от­сутствует сложение.