Указатели и массивы тесно связаны друг с другом. Имя массива без индекса — это указатель на первый (начальный) элемент массива. Рассмотрим, например, следующий массив:
char p[10];
Следующие два выражения идентичны:
p &p[0]
Выражение
p == &p[0]
принимает значение ИСТИНА, потому что адрес 1-го элемента массива — это то же самое, что и адрес массива.
Как уже указывалось, имя массива без индекса представляет собой указатель. И наоборот, указатель можно индексировать как массив. Рассмотрим следующий фрагмент программы:
int *p, i[10]; p = i; p[5] = 100; /* в присваении используется индекс */ *(p+5) = 100; /* в присвоении используется адресная арифметика */
Оба оператора присваивания заносят число 100 в 6-й элемент массива i. Первый из них индексирует указатель p, во втором применяются правила адресной арифметики. В обоих случаях получается один и тот же результат. (Подробно указатели и адресная арифметика рассматриваются в главе 5.)
Можно также индексировать указатели на многомерные массивы. Например, если а — это указатель на двухмерный массив целых размерностью 10×10, то следующие два выражения эквивалентны:
a &a[0][0]
Более того, к элементу (0,4)[1] можно обратиться двумя способами: либо указав индексы массива: а[0][4], либо с помощью указателя: *((int*)а+4). Аналогично для элемента (1,2): а[1][2] или *((int*)а+12). В общем виде для двухмерного массива справедлива следующая формула:
a[j][k] эквивалентно *((базовый_тип*)а+(j*длина_строки)+k)
Правила адресной арифметики требуют явного преобразования указателя на массив в указатель на базовый тип (см. главу 5). Указатели используются для обращения к элементам массива потому, что часто операции адресной арифметики выполняются быстрее, чем индексация массива.
Двухмерный массив может быть представлен как указатель на массив одномерных массивов. Добавив еще один указатель, можно с его помощью обращаться к элементам отдельной строки массива. Этот прием демонстрируется в функции pr_row(), которая печатает содержимое конкретной строки двухмерного глобального массива num:
int num[10][10];
/* ... */
void pr_row(int j)
{
int *p, t;
p = (int *) &num[j][0]; /* вычисление адреса 1-го
элемента строки номер j */
for(t=0; t<10; ++t) printf("%d ", *(p+t));
}
Эту функцию можно обобщить, включив в список аргументов номер строки, длину строки и указатель на 1-й элемент:
void pr_row(int j, int row_dimension, int *p)
{
int t;
p = p + (j * row_dimension);
for(t=0; t<row_dimension; ++t)
printf("%d ", *(p+t));
}
/* ... */
void f(void)
{
int num[10][10];
pr_row(0, 10, (int *) num); /* печать 1-й строки */
}
Такой прием "понижения размерности" годится не только для двухмерных массивов, но и для любых многомерных. Например, вместо того, чтобы работать с трехмерным массивом, можно использовать указатель на двухмерный массив, причем вместо него в свою очередь можно использовать указатель на одномерный массив. В общем случае вместо того, чтобы обращаться к n-мерному массиву, можно работать с указателем на (n-1)-мерный массив. Причем этот процесс понижения размерности кончается на одномерном массиве.
[1]Так обозначается элемент, у которого первая координата равна 0, а вторая — 4.