3、指针与一维数组：数组名就是首地址、指针遍历数组、指针运算（++、--、+、-）、数组下标与指针的关系

好，咱们今天聊一个C语言里最基础、也最容易被绕晕的话题——指针和一维数组的关系。

我记得刚入行那会儿，有个老工程师跟我说过一句话：「数组和指针，你搞懂了，C语言就算入门了。」我当时还不信，觉得不就是个地址嘛。结果后来在嵌入式项目里，因为数组越界导致整个系统跑飞，排查了整整两天……嗯，从那以后我再也不敢小看这两个东西了。

3.1 数组名就是首地址

先问一个问题：int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50}; 这个 arr 到底是什么？

很多人会告诉你：「数组名就是数组的首地址。」这话对，但不全对。准确地说，数组名代表的是整个数组对象的首地址，也就是第一个元素的地址。

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    
    printf("arr      = %p\n", arr);
    printf("&arr[0]  = %p\n", &arr[0]);
    printf("&arr     = %p\n", &arr);
    
    // 三个值打印出来是一样的
    // 但含义不同！
    
    return 0;
}

你看，三个地址打印出来数值相同。但 arr+1 和 &arr+1 跳过的字节数完全不同。前者跳过一个 int（4字节），后者跳过整个数组（20字节）。我在项目中就见过有人把这两个搞混，结果指针偏移算错了，数据全读歪了。

3.2 指针遍历数组

既然数组名就是首地址，那我们完全可以用一个指针来遍历数组。说白了，指针就是「会走路的地址」。

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int *p = arr;  // p 指向数组首元素
    
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("arr[%d] = %d, *(p+%d) = %d\n", i, arr[i], i, *(p + i));
    }
    
    return 0;
}

输出结果：

arr[0] = 10, *(p+0) = 10
arr[1] = 20, *(p+1) = 20
arr[2] = 30, *(p+2) = 30
arr[3] = 40, *(p+3) = 40
arr[4] = 50, *(p+4) = 50

看到了吗？arr[i] 和 *(p+i) 完全等价。编译器在处理 arr[i] 时，其实就是在做 *(arr + i) 这件事。你想想看，数组下标本质上就是指针运算的语法糖。

3.3 指针运算：++、--、+、-

指针的加减运算，不是简单的整数加减。它是以「指向的数据类型大小」为步长的。这一点特别重要，我见过太多新手在这里翻车。

运算	含义	示例（int *p）
p + n	指针向后移动 n 个元素	p + 1 地址增加 4 字节
p - n	指针向前移动 n 个元素	p - 1 地址减少 4 字节
p++	先取值，再自增	int val = *p++;
++p	先自增，再取值	int val = *++p;
p--	先取值，再自减	int val = *p--;
--p	先自减，再取值	int val = *--p;

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int *p = arr;
    
    // 使用 p++ 遍历
    printf("正向遍历：\n");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", *p++);  // 先取当前值，p 再自增
    }
    printf("\n");
    
    // 此时 p 已经越界，需要重新指向
    p = &arr[4];
    
    // 使用 p-- 反向遍历
    printf("反向遍历：\n");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", *p--);  // 先取当前值，p 再自减
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

3.4 数组下标与指针的关系

咱们把话说透：arr[i] 本质上就是 *(arr + i)。编译器看到 arr[i]，直接翻译成 *(arr + i)。所以你可以写出下面这种「看起来很怪但完全合法」的代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    
    // 下面两种写法完全等价
    printf("arr[2] = %d\n", arr[2]);      // 30
    printf("2[arr] = %d\n", 2[arr]);      // 30，你没看错！
    
    // 因为 arr[2] 等价于 *(arr + 2)
    // 而 2[arr] 等价于 *(2 + arr)
    // 加法交换律，结果一样
    
    return 0;
}

当然，我建议你不要在项目里写 2[arr] 这种代码。虽然语法正确，但可读性太差了。团队里其他人看到，估计会想打人。

3.5 知识体系图

下面这张图把本章的核心逻辑串起来了，你可以对照着看：

3.6 实战经验总结

说了这么多，我总结几条实战中特别有用的经验：

• 能用下标就别炫技：团队协作时，arr[i] 比 *(p+i) 更容易理解。除非你确定性能瓶颈在这里，否则别为了「显得高级」而牺牲可读性。
• 指针自增要小心：*p++ 和 (*p)++ 是完全不同的东西。前者是「取当前值，指针后移」，后者是「取当前值，把值加1」。运算符优先级决定了它们的行为。
• 数组作为函数参数时，会退化为指针：void func(int arr[]) 和 void func(int *arr) 在编译器看来是一回事。所以在函数内部用 sizeof(arr) 得到的是指针大小，不是数组大小。这个坑我见过无数次了。

好了，这一章的内容就到这里。指针和数组的关系，说白了就是「地址」和「连续内存块」的关系。搞懂了这一点，后面的二维数组、指针数组、函数指针什么的，都会轻松很多。

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