指针运算与指针数组——加减、相减与函数指针

指针加减整数

指针可以加减整数，结果按元素大小缩放，不是按字节：

int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50}; int *p = arr; ​ p + 1 // 指向 arr[1]，地址加 4 字节（sizeof(int)） p + 3 // 指向 arr[3]，地址加 12 字节 p - 1 // 指向 arr[-1]，越界，未定义行为

p++和p--也常用：

int *p = arr; p++; // p 从 arr[0] 移到 arr[1] p--; // p 从 arr[1] 移回 arr[0]

为什么按元素缩放？

这是 C 语言的设计选择。如果p + 1是加 1 字节，那遍历数组时你得自己算p + sizeof(int)——繁琐且容易出错。按元素缩放让你可以直接p++跳到下一个元素。

指针相减

两个指向同一数组的指针可以相减，结果是元素个数：

int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50}; int *p1 = &arr[1]; int *p2 = &arr[4]; ​ printf("%td\n", p2 - p1); // 3（间隔 3 个元素）

注意结果是元素个数（3），不是字节数（12）。

限制：只能对同一数组的指针做。不同数组的指针相减是未定义行为。

指针比较

同一数组的指针可以比较大小：

int arr[5]; int *p = &arr[1]; int *q = &arr[3]; ​ if (p < q) printf("p 在 q 前面\n"); // arr[1] 地址更小 if (p == q) printf("相同\n"); if (p != q) printf("不同\n");

同样，只对同一数组有意义。

下标的另一种写法

int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50}; int *p = arr; ​ // 以下全部等价 p[3] // 40 *(p + 3) // 40 3[p] // 40！合法但别这么写

3[p]为什么合法？编译器将a[b]解析为*(a + b)，加法交换律，*(3 + p)和*(p + 3)一样。

语法上合法，风格上禁止——写了会被同事打。

函数指针

函数也有地址，可以用指针存储：

int add(int a, int b) { return a + b; } ​ int (*fp)(int, int) = add; // fp 是函数指针 int result = fp(3, 4); // 通过指针调用，结果 7

声明语法

返回类型 (*指针名)(参数类型列表)

void (*callback)(int); // 指向 void func(int) 的指针 int (*compare)(const void*, const void*); // 指向比较函数的指针

实际用途：回调函数

函数指针最常见的用途是回调——把一个函数传给另一个函数：

// 排序时传入比较函数 int cmp(const void *a, const void *b) { return *(int*)a - *(int*)b; } ​ int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5}; qsort(arr, 5, sizeof(int), cmp); // cmp 就是回调函数

qsort不知道你要怎么排序，你通过函数指针告诉它。

指针数组

指针数组：数组的每个元素是指针。

int a = 1, b = 2, c = 3; int *arr[3] = {&a, &b, &c}; // 3 个 int* 指针 ​ printf("%d\n", *arr[0]); // 1 printf("%d\n", *arr[1]); // 2

最常见用途：存储多个字符串

char *names[] = {"Alice", "Bob", "Charlie"}; printf("%s\n", names[0]); // "Alice" printf("%s\n", names[1]); // "Bob"

每个char *指向一个字符串常量。比二维数组灵活——字符串长度可以不同。

main 的命令行参数

int main(int argc, char *argv[]) { // argc: 参数个数 // argv: 指针数组，每个元素是一个字符串 for (int i = 0; i < argc; i++) { printf("%s\n", argv[i]); } return 0; }

运行./program hello world：

./program hello world

指针数组 vs 数组指针

int *p[5]; // 指针数组：5 个 int* 组成的数组 int (*p)[5]; // 数组指针：指向含 5 个 int 的数组的指针

判断方法：[]优先级高于*，看*先跟谁结合。

• *p[5]：p先跟[5]（数组），再跟*（指针）→ 指针数组

• (*p)[5]：括号让*先跟p（指针），再跟[5]（数组）→ 数组指针

常见误区速查

总结

• 指针加减整数按元素大小缩放

• 指针相减结果是元素个数，只对同数组有效

• p[3]≡*(p+3)≡3[p]（最后一种别用）

• 函数指针存函数地址，常见于回调函数

• 指针数组常见于存储多个字符串和命令行参数

• 指针数组int *p[5]和数组指针int (*p)[5]不同