10. 指针数组和数组指针详细区别

server/2024/9/20 9:19:43/ 标签: c语言, linux

指针数组和数组指针在存储位置和占用内存大小方面也有显著的区别，尤其是它们的结构不同导致内存分布上的差异。接下来详细说明它们在这两个方面的区别：

int *array[5];

这里 array 是一个指针数组，存储 5 个 int* 类型的指针。

指针数组本身：array 是一个存储指针的数组，这个数组的每个元素都是指针，它们分别指向不同的内存地址。这些指针的存储位置在内存的栈或全局数据段（取决于它的声明位置）。
每个指针指向的地址：这些指针可以指向任意的内存位置，例如堆（动态分配的内存）或栈（局部变量的地址）等。指针数组的元素只保存地址，而不直接存储指向数据。

指针数组的每个元素是一个指针，而在大多数系统中，指针的大小是固定的，通常为 4 字节（32 位系统）或 8 字节（64 位系统）。
- 在 64 位系统中，int *array[5]; 占用的总内存大小为：
```
5 个指针 * 8 字节 = 40 字节
```
这 40 字节只是用来存储指针的空间，不包括这些指针所指向的数据。

int a = 10, b = 20, c = 30;
int *array[3];  // 指针数组array[0] = &a;  // 指向 a 的地址
array[1] = &b;  // 指向 b 的地址
array[2] = &c;  // 指向 c 的地址

内存布局：

array[0] -> 地址A (指向变量 a)
array[1] -> 地址B (指向变量 b)
array[2] -> 地址C (指向变量 c)

在这个例子中，array[0]、array[1]、array[2] 都是存储地址的指针，每个指针占用 8 字节（在 64 位系统上）。

int (*ptr)[5];

这里 ptr 是一个指向包含 5 个 int 元素的数组的指针。

数组指针本身：ptr 是一个指向数组的指针，它存储的是一个数组的起始地址。这个指针的存储位置与指针数组相似，也可以位于栈或全局数据段（取决于声明的位置）。
数组本身：ptr 指向的数组是实际存储数据的区域。数组的存储空间通常分配在栈或堆中（如果是静态数组，通常在栈中；如果是通过动态分配，通常在堆中）。数组的内存是连续的，所有元素在内存中是紧挨着存储的。

数组指针 ptr 本身只占用一个指针大小的内存（4 字节在 32 位系统，8 字节在 64 位系统）。
它所指向的数组的大小取决于数组的长度以及元素的类型。假设指向的是 int 类型的数组：
- 如果 ptr 指向一个大小为 5 的 int 数组，则该数组占用的内存为 5 * sizeof(int) 字节，即 20 字节（在 32 位或 64 位系统上 int 通常是 4 字节）。

因此，假设 ptr 指向一个包含 5 个 int 元素的数组，在 64 位系统上总共占用的内存为：

8 字节（指针大小） + 20 字节（数组大小） = 28 字节

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int (*ptr)[5];  // 数组指针
ptr = &arr;     // 指向数组 arr

内存布局：

ptr -> 数组 arr[5] 的起始地址
arr[0]: 1
arr[1]: 2
arr[2]: 3
arr[3]: 4
arr[4]: 5

在这个示例中，ptr 是一个指针，占用 8 字节，指向整个数组 arr，数组 arr 的大小为 20 字节（假设 int 为 4 字节，数组大小为 5）。

属性	指针数组 (`type *array[size]`)	数组指针 (`type (*ptr)[size]`)
定义含义	一个数组，存储指向 `type` 类型变量的指针	一个指针，指向包含 `size` 个 `type` 类型元素的数组
内存存储	数组中的每个元素存储一个指针，每个指针指向某个内存地址	指针本身存储的是数组的起始地址，数组的元素在连续的内存中存储
占用内存	指针数组的内存大小 = `size * 指针大小` （每个指针占用内存）	数组指针本身占用 `1 * 指针大小`，指向的数组大小由数组元素个数和类型决定
存储位置	指针数组在栈或全局数据段，指针指向的数据可在栈或堆中	数组指针在栈或全局数据段，指向的数组通常在栈中（如果动态分配在堆中）
使用场景	常用于存储多个指针（如多个字符串、动态数组等）	常用于指向整个数组的场景，特别是传递多维数组时

指针数组 只保存多个指针，它们指向不同的数据，而数据的位置可以是栈上或者堆上。因此指针数组的总内存是指针数量 × 单个指针的大小，但指针指向的数据不包含在内。
数组指针 是一个指向整个数组的指针，数组占用的内存是连续的。数组指针的大小固定为一个指针的大小，加上它指向的数组大小（数组大小由数组的长度和类型决定）。

这两个概念主要区别在于内存的布局和存储方式，它们在不同的场景中有不同的用途，选择哪个取决于你是否需要操作多个指针还是需要操作整个数组。