C++:数组与指针

从数组变量开始

我们都知道，使用int array[3] = {4,5,6};可以定义一个名为array的数组变量。
这时我们需要了解一个点：
array代表了{4,5,6}这个数组的第一个数的地址（首地址）
接下来，我们可能想直接操作array

比如auto coumt = array[1];实际上是先用array获取数组起始地址,然后加上i * sizeof(int)的偏移量访问对应的元素，但并不相等，[]操作符会解引用得到真实的值。
关于数组访问还有一个知识点：

数组访问越界(比如array[-1]或array[5])通常会编译器报错,但不会导致真正的内存访问错误。
只是编译器出于保护的考虑,不会让数组索引越界访问。但理论上在内存中,数组越界不会导致真正的访问违例。应严格遵守数组边界

综上：我们有了一个数组

int array[3] = {4,5,6};

1.指向整个数组的指针

因为`[]`操作符的优先级

[]操作符具有很高的优先级，他会先和ptr结合，导致int只能和*结合，最后变成了(int*) ptr = &array（见：）
因此我们需要使用括号，让语句变成 int []的ptr

int (*ptr)[] = &array;

[]会和int结合，再表明ptr代表了int[]类型的指针。

操作指向整个数组的指针

获取到了指向整个数组的指针，其实使用起来没有多少异样。

int x = (*ptr)[0]; // 获取数组的第一个元素 
int y = (*ptr)[1]; // 获取数组的第二个元素 
int z = (*ptr)[2]; // 获取数组的第三个元素

(*ptr)[0] = 10; // 将数组的第一个元素设置为10
(*ptr)[1] = 20; // 将数组的第二个元素设置为20
(*ptr)[2] = 30; // 将数组的第三个元素设置为30

但依然有一些很实用的场景：

数组指针作为返回值

int (*get_array())[3] {
    static int array[3] = {1, 2, 3};
    return &array;
}

// 调用函数并获取返回的指针
int (*ptr2)[3] = get_array();
printf("%d %d %d\n", (*ptr2)[0], (*ptr2)[1], (*ptr2)[2]); // 输出：1 2 3

数组指针作为参数

void print_array(int (*ptr)[3]) {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("%d ", (*ptr)[i]);
    }
    printf("\n");
}
// 调用函数并传递指针作为参数
print_array(ptr); // 输出：1 2 3

2.元素皆为指针的数组

简单来说，不考虑优先级就是这个结果
int *ptr[]
可以这样创建一个元素皆为指针的数组

int a = 1, b = 2, c = 3;
int *ptr[] = {&a, &b, &c};

可以这样操作

int x = *(ptr[0]); // 获取第一个元素的值（即 a 的值） 
*(ptr[1]) = 5; // 将第二个元素（即 b）的值设置为 5

3.指向「元素皆为指针的数组」的指针

指向「元素皆为指针的数组」的指针可以通过以下方式声明：

int *arr[3]; // 声明一个包含三个指向 int 类型指针的数组 
int **ptr = arr; // 声明一个指向指针数组的指针

在这个例子中，arr 是一个包含三个指向 int 类型指针的数组。ptr 是一个指向指针数组的指针，它被初始化为 arr 的地址。因为 arr 是一个指针数组，所以 ptr 的类型是 int **，即指向指针的指针。
可以通过以下方式访问和修改 ptr 所指向的指针数组中的元素：

int a = 1, b = 2, c = 3; 
arr[0] = &a; 
arr[1] = &b; 
arr[2] = &c; 
*arr[1] = 5; // 将第二个元素（即 b）所指向的变量的值设置为 5

在这个例子中，arr 数组的三个元素分别被赋值为 &a、&b 和 &c，即指向 a、b 和 c 变量的指针。*arr[1] = 5 将 arr 数组的第二个元素（即 b 的指针）所指向的变量的值设置为 5。因为 ptr 指向 arr，所以也可以通过 ptr 访问和修改 arr 数组中的元素：

*(*(ptr + 1)) = 5; // 将第二个元素（即 b）所指向的变量的值设置为 5

在这个例子中，*(ptr + 1) 获取了 arr 数组的第二个元素的地址，即 &b，*(*(ptr + 1)) 获取了 b 的值，并将其设置为 5。