3-1 指標與一維陣列

3-2 指標與二維陣列

3-3 陣列指標

3-4 為什麼 parr 等同於*parr？

3-5 指向陣列的指標

3-6 多重指標

3-7 命令列引數

3-8 除錯題

3-9 問題演練

3-10 程式實作

33 指標與陣列

Part 1 C程式語言篇 32

指標其實就是一位址。陣列的名稱，表示此陣列第一個元素的位址，所

以它也是指標。由此可知，指標與陣列的關係是很密切的。為了與指標

變數 (pointer variable) 有所區別，我們稱陣列名稱為是一指標常數

(pointer constant)。指標變數與指標常數的不同處是，前者可以使用遞增

運算子 (++)，或遞減運算子 (--)來遞增和遞減指標，但後者不行。因此，

若在程式中使用 arr++ 或 arr--，則會出現錯誤的訊息。

3-1 指標與一維陣列 我 們 先 來 看 指 標 與 一 維 陣 列 (one dimension) 的 關 係 。 請 參 閱 範 例

pointerArr1-5。

範例 pointerArr1-5

/* pointerArr1-5.c */ #include #include int main() { int arr[]= {100, 101, 102}; int *ptr = arr; int i, size = 0; size = (sizeof arr/ sizeof (arr[0]) ); /* ------------Using arr--------------*/ printf("使用 arr 指標常數來表示:\n"); for(i = 0; i < size; i++) printf("&arr[%d] = %x\n", i, &arr[i]); printf("\n"); for(i = 0; i < size; i++) printf("arr+%d = %x\n", i, arr+i); printf("\n"); for(i = 0; i < size; i++) printf("arr[%d] = %x\n", i, arr[i]); printf("\n"); for(i = 0; i < size; i++) printf("*(arr+%d) = %x\n", i, *(arr+i)); /*--------------Using ptr-------------*/ printf("\n使用 ptr 指標變數來表示:\n"); for(i = 0; i < size; i++)

Chapter 3 指標與陣列 33

printf("ptr+%d = %x\n", i, ptr+i); printf("\n"); for(i = 0; i < size; i++) printf("ptr[%d] = %d\n", i, ptr[i]); printf("\n"); for(i = 0; i < size; i++) printf("*(ptr+%d) = %d\n", i, *(ptr+i)); getch(); return 0; }

輸出結果

從輸出結果得知，arr 是陣列名稱，它是指標常數，而 ptr 是指標變數。

arr 表示此陣列第一個元素的位址，亦即 arr 等同於 &arr[0]。

Part 1 C程式語言篇 34

arr 可以使用指標變數的 * 表示符號，如 *arr 等同於 arr[0]，*(arr+1) 等

同於 arr[1]，依此類推。同理，ptr 也可以使用指標常數的 []表示符號，如

目前 ptr 所指向變數位址的值為 ptr[0]，其等同於*ptr，而 ptr[1] 等同於

*(ptr+1)，依此類推。

再來看範例 pionterArr1-10。

範例 pointerArr1-10 /* pointerArr1-10.c */ #include #include int main() { int i[] = {100, 200, 300, 400, 500}; int *ptr = i+2; int k; printf("ptr[-2]=%d\n", ptr[-2]); printf("ptr[-1]=%d\n", ptr[-1]); printf("ptr[0]=%d\n", ptr[0]); printf("ptr[1]=%d\n", ptr[1]); printf("ptr[2]=%d\n\n", ptr[2]); ptr++; printf("After executing ptr++....\n"); printf("ptr[0]=%d\n", ptr[0]); printf("*(ptr+0)=%d\n", *(ptr+0)); printf("ptr[1]=%d\n", ptr[1]); printf("*(ptr+1)=%d\n", *(ptr+1)); getch(); return 0; }

輸出結果

Chapter 3 指標與陣列 35

ptr 與 i 陣列的關係圖，如下所示：

ptr:i+2

i i+1 i+2 i+3 i+4

i[0]:100 i[1]:200 i[2]:300 i[3]:400 i[4]:500

程式一開始將 ptr 指向 i+2（它是 i[2] 的位址），所以 ptr[0] 等於 i[2]，因

為 ptr[0]表示目前 ptr 所指向變數位址的值。同時也得知 ptr[-1] 是 i[1]、

ptr[-2] 是 i[0]、ptr[1]是 i[3]、ptr[2] 是 i[4]。我們從此範例得到以下的公

式 ptr[i] == *(ptr+i)

大部份的使用者都是以*(ptr+i)，間接存取陣列中索引為 i 的元素值。

當指標與++遞增運算子一起運算時，必須注意++的作用點在那裏，是對

位址加 1，或是將變數值加 1。若是對位址加 1，則將指標移到下一元素

的位址。請參閱範例 pointer&++。

範例 pointer&++

/* pointer&++.c */ #include #include int main() { int i[] = {100, 200, 300, 400, 500}; int *pi = i; printf("i=%p, pi=%p\n", i, pi); printf("i[0]=%d\n", i[0]); printf("*pi=%d\n\n", *pi); pi+1; printf("After pi+1, pi=%p\n", pi);; printf("*pi=%d\n\n", *pi); pi++; printf("After pi++, pi=%p\n", pi); printf("*pi =%d\n", *pi); getch(); return 0; }

Part 1 C程式語言篇 36

輸出結果

i=0022FF50, pi=0022FF50 i[0]=100 *pi=100 After pi+1, pi=0022FF50 *pi=100 After pi++, pi=0022FF54 *pi=200

從輸出結果得知，pi+1; 只是將目前的 pi 往下移到下一個元素的位址，

它並沒有覆蓋 pi，而 pi++; 不僅將目前的 pi 移到下一個元素的位址，而

且還將此新值覆蓋 pi。我們可以對指標變數 pi 做++的動作，但不可以對

陣列名稱 i 做++的動作。

當指標、遞增 (++)運算子或遞減 (--)運算子，及 * 這三個運算子在同一敘

述時，要注意++的作用點在那裏。請參閱範例 pointer&++2。

範例 pointer&++2

/* pointer&++2.c */ #include #include int main() { int i[] = {100, 200, 300, 400, 500}; int *pi = i; printf("...%d\n", *pi++); printf("*pi = %d\n", *pi); printf("...%d\n", *++pi); printf("*pi = %d\n", *pi); printf("...%d\n", ++*pi); printf("*pi = %d\n", *pi); getch(); return 0; }

輸出結果

…100 *pi = 200 …300 *pi=300 …301 *pi = 301

Chapter 3 指標與陣列 37

從程式定義中

int i[ ] = {100, 200, 300, 400, 500}; int *pi = i;

得知其示意圖如下：

pi

i i+1 i+2 i+3 i+4

100 200 300 400 500

下一敘述

*pi++;

當*和++在同一敘述時，要注意++的作用是，對位址加 1 或對值加 1。若

對位址加 1，表示將 pi 指標移到下一位址。由於*和++的運算優先順序相

同，且其結合性是由右至左，因此*pi++其實就是*(pi++);，但此處的++

為後繼加，所以先得到*pi 為 100 之後，才會處理++的動作。以此敘述先

印出 100，再將 pi 指向下一位址。如下圖所示：

pi i i+1 i+2 i+3 i+4

100 200 300 400 500

接下來的

*++pi;

由於是此敘述相當於*(++pi)，此處的 ++ 是前置加，所以 pi 指標先移到

了下一位址，再印出*pi 的值 (300)，如下圖所示：

pi i i+1 i+2 i+3 i+4

100 200 300 400 500

最後

++*pi;

此敘述相當於++(*pi)，由此可知，++乃針對*pi 的值加 1，此敘述等同於

Part 1 C程式語言篇 38

*pi = *pi + 1;

將*pi（= 300）加 1，再放入*pi 中，如下圖所示：

pi i i+1 i+2 i+3 i+4

100 200 301 400 500

最後，*pi 的運算結果為 301。

3-2 指標與二維陣列 一維陣列與指標的關係，由上述可得知，一維陣列的元素值，可利用 []

或一個*得到，如有一陣列如下：

int i[7] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}; int *ptr=i;

則*(i+2) 或 i[2] 或*(ptr+2) 或 ptr[2]，皆表示陣列某一元素的值。而二維

陣列 (two dimension)，則需兩個*，或一個*一個 [ ]，或兩個 [ ]，才可得到

陣列的元素值，其餘的表示法，只能得到陣列元素的位址。

假設有一個二維陣列的定義如下：

int j[2][3] = {0, 1, 2, 3, 4, 5};

j 0 1 2

j+1 3 4 5

其中 j 是此陣列的名稱，表示此陣列第一列第一行元素之位址，而 j+1 是

第二列第一行元素的位址，除此之外

j[0] 0 1 2

j[1] 3 4 5

j[0]和 j[1]的意思等同於 j 和 j+1，表示第一列第一個元素和第二列第一個

元素的位址。 j 和 j[0] 雖然表示同一元素的位址，但兩者加 1 個單位的意

思是不相同的。

Chapter 3 指標與陣列 39

j+1 表示第二列第一個元素的位址，即 j+1==&j[1][0]; 而 j[0]+1 是第一列

第二個元素的位址，即 j[0]+1==&j[0][1]，如下圖所示。

j[0]+1

j[0] 0 1 2

j[1] 3 4 5

有關二維陣列的每一元素所在記憶體的觀念，已在第一章討論過，請參

閱範例 address2Array-5 和 address2Array-10。

接下來，試問*j 和*(j+1)是某一元素的位址，還是某一元素的值呢？答案

是某一元素的位址。j 與*j 皆表示第一列第一行元素的位址 (&j[0][0])。而

j+1 與*(j+1) 皆表示第二列第一行元素的位址 (&j[1][0])，如下圖所示：

*j, j 0 1 2

*(j+1), j+1 3 4 5

雖然 j 與*j 表示相同的意思，但兩者各加 1，表示的意義是不相同的。j+1

表示第二列第一行的位址，而 *j+1 表示第一列第二行的位址 (&j[0][1])。

同 理 ， *(j+1)+1 是 第 二 列 第 二 行 的 位 址 (&j[1][1]) 。 請 參 閱 範 例

pointerArr2-5。

範例 pointerArr2-5

/* pointerArr2-5 */ #include #include int main() { int j[2][3] = {10, 20, 30, 40, 50, 60}; int k; for(k=0; k

Part 1 C程式語言篇 40

輸出結果

j[0] = 0022FF50 j[1] = 0022FF5c j[2] = 0022FF68 j+0 = 0022FF50 j+1 = 0022FF5c j+2 = 0022FF68 *(j+0) = 0022FF50 *(j+1) = 0022FF5c *(j+2) = 0022FF68

綜合上述，若有一個二維陣列 k，如下所示：

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

陣列的示意圖，如下圖所示：

0 1 2 3

4 5 6 7

8 9 10 11

如何得到元素值 6（位於第二列第三個元素）的位址呢？答案如下：

&k[1][2]，k[1]+2，*(k+1)+2

其中&k[1][2]很清楚的可以看出，它表示 k[1][2]元素的位址。*(k+1)和 k[1]

皆表示第二列第一個元素的位址，所以再加 2，皆可得到第二列第三個元

素的位址。

當我們得到元素的位址後，再加上一個*就可以得到該元素的值，所以

k[1][2]，*(k[1]+2)，*(*(k+1)+2)

都可以得到陣列第二列第三行的值。由以上的敘述，可以導出下一公式：

k[x][y] == *(k[x]+y) == *(*(k+x)+y)

這一公式是可以很容易理解的，因為 *和 []是互通的。請參閱範例

pointerArr2-10。

Chapter 3 指標與陣列 41

範例 pointerArr2-10

/* pointerArr2-10.c */ #include #include int main() { int k[3][4] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}; printf("&k[1][2] = %p\n", &k[1][2]); printf("k[1][2] = %d\n", k[1][2]); printf("*(k + 1) + 2 = %p\n", *(k + 1) + 2); printf("*(*(k + 1) + 2) = %d\n", *(*(k + 1) + 2)); printf("k[1] + 2 = %p\n", k[1] + 2); printf("*(k[1] + 2) = %d\n", *(k[1] + 2)); getch(); return 0; }

輸出結果

範例程式使用三種方式，得到 k[1][2] 的位址與數值。要得到 k[1][2] 的值

7，可以使用*(k[1]+2)及*(*(k + 1) + 2)。若要得到 k[1][2] 的位址，則可

使用&k[1][2]、k[1] + 2 及*(k + 1) + 2，此處以 %p 印出陣列第二列第三個

元素的位址是 0022FF58。

3-3 陣列指標 陣列指標（pointers of array）表示陣列的元素，皆指向某一資料型態的

指標，如

char *parr[4] = {“Department”, “of”, “Information”, “Management”};

Part 1 C程式語言篇 42

由於 [ ]運算子運算優先順序高於 * 運算子，因此，parr 是 4 個元素組成

的陣列，陣列中的每一元素皆是指向 char 資料型態的指標。若將上述的

定義以圖形加以輔助的話，則可以很快的得到答案。

此敘述的陣列名稱 parr，表示第一個元素 parr[0] 的位址，而且是一指標

常數，所以*parr 是 parr[0]，而 parr[0]是“Department”字串中 D 字元的位

址。

parr 可視為二維陣列（因為指標 (*)和陣列 ([])是互通），我們可利用下列

三種方式：

1. 兩個*，如**parr。

2. 一個*，搭配一個 [ ]，如*parr[0]。

3. 兩個 [ ]，如 parr[0][0]。

印出 Department 字串中的 D 字元。除了上述三種方式外，其餘的表示法

將得到位址而已。請參閱範例 pointerOfArray-5。

Chapter 3 指標與陣列 43

範例 pointerOfArray-5

/* pointerOfArray-5.c */ #include #include int main() { char *parr[] = {"Department", "of", "Information", "Management"}; printf("*parr[3] = %c\n", *parr[3]); printf("**(parr+3) = %c\n", **(parr+3)); printf("parr[3][0] = %c\n", parr[3][0]); printf("parr[2] = %s\n", parr[2]); printf("*(parr+2) = %s\n", *(parr+2)); system(“PAUSE”); return 0; }

輸出結果

*parr[3] = M **(parr+3) = M parr[3][0] = M parr[2] = Information *(parr+2) = Information

從程式得知，要印出某一字串的字元，則可利用 *parr[3]、 **(parr+3)、

parr[3][0] 這三種方式印出，並以%c 為其格式（因為 parr 的每一元素皆為

指向 char 的指標），而列印字串只需知道字串的第一個字元的位址即可，

並以%s 格式輸出，如 parr[2]和*(parr+2)皆為指向某一字元的位址。

承上例，若欲列印某字串中的子字串，如“Department”字串中的“ment”，

則可利用下列敘述之一加以輸出。

1. printf(“%s”, parr[0]+6);

2. printf(“%s”, *parr+6);