引用数组元素

前面我们学习了，引用数组有两种方式：
下标法：a[i]
指针法：(a+1) / (p+1)
今天我们实际来通过这两种方式引用一下数组元素看看能有哪些不同。

例题-1

有一个整形数组 a，有10个元素，要求输出数组中的全部元素。

思路

现在我们会使用3中方法，下标法、数组名计算元素地址、指针变量指向数组元素。

下标法

#include <stdio.h>
int main(){
int a[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
for (int i=0;i<10;i++){
printf("%d\n",a[i]);
}
return 0;
}

我们通过遍历数组的下标，输出数组。

通过指针引用数组元素

前面我们说变量有指针，那么数组元素有没有指针呢？数组元素也有指针，并且我们也可以通过指针来引用数组元素。

数组元素的指针

我们说一个变量是有地址的，数组包含了很多的元素，每个元素都在内存中占用存储单元，这些数组元素也都有相对应的地址，指针可以指向变量也可以指向数组。所谓数组元素的指针，就是数组元素的地址。

使用数组指针

int a[5]={1,2,3,4,5};  //定义了包含5个元素的数组
int * p;  // 定义了一个指针变量 p
p=&a[0];  //将数组的第一个元素地址传递给指针变量

我们看到，其实和变量指针类似，只不过我们这里给指针变量的地址是数组元素的地址。平时，我们引用数组元素采用的都是下标法即通过数组名+元素下标的方式表示数组。现在，我们也可以使用指针法，即通过指向数组元素的指针来找到所需要的元素。

指针变量作为函数参数

我们说过，函数参数可以是变量，那么既然指针变量也是变量的一种，能否作为函数的参数呢？答案是肯定的！而指针变量作为函数参数的主要作用是，将变量地址传送到函数中。

从例子引入

我们通过两个使用指针变量作为函数参数的例子，来引入我们今天的内容。

问题

输入两个数，返回其中的较大者，设计一个自定义函数进行比较，要求使用指针变量作为函数参数。

解答

#include <stdio.h>
int main(){
    int a, b;
    int abmax(int * pointer_1, int * pointer_2);
    //声明了一个指针变量作为参数的函数
    int * a_pointer, * b_pointer;
    printf("请输入两个数：\n");
    scanf("%d %d",&a,&b);
    a_pointer=&a;
    b_pointer=&b;
    //给指针变量赋值
    printf("%d 和 %d 中较大的是：%d\n",a,b,abmax(a_pointer, b_pointer));
    return 0;
}

int abmax(int *pointer_1, int *pointer_2){
    if (*pointer_1>*pointer_2){
    //接收到指针变量的地址后，对比该地址的数据内容
        return (*pointer_1);
    }else{
        return (*pointer_2);
    }
}

指针变量

前面我们说，存放地址的变量，称为指针变量，那么我们该如何定义和使用指针变量呢？

使用指针变量

我们先从一个例子引入：
问题：先定义2个整型变量，再定义2个指针变量，分别指向这两个整型变量，通过访问指针变量，找到他们所指向的变量，从而获得这些变量的信息。

#include <stdio.h>
int main(){
    int a=1,b=2;  //定义了两个整型变量
    int * a_pointer , * b_pointer;  // 声明了两个指针变量，没有定义
    a_pointer=&a;  // 将变量 a 的地址传给 a_pointer
    b_pointer=&b;  //将变量 b 的地址传给 b_pointer
    printf("a=%d,b=%d\n",a,b); 
    printf("a_pointer=%d,b_pointer=%d\n",* a_pointer,* b_pointer);
    return 0;
}

我们可以看到，输出的时候，其结果是相同的，因为 a_pointer 和 b_pointer 有了 a 和 b 的地址，前面加上*号之后，就代表了该地址所指向的数据内容。

指针

结束了函数的学习，我们进入了 C 语言最经典的核心内容，指针的学习，指针的概念理解比较复杂，使用起来也比较灵活，但是指针是 C 语言的灵魂，只有学会如何使用指针，才能算是学会了 C 语言。

引入指针

在引入指针之前，我们需要知道，数据在内存中是如何存储和读取的，这样才能帮助我们更好的理解指针这个概念。

数据在内存中的存储和读取

程序定义了一个变量，在程序编译时，就会给这个变量分配内存单元。至于内存单元的大小，是变量类型决定的。在 Visual C++ 中，为整型分配4个字节，单精度浮点型分配4个字节，对字符型变量分配1个字节。
内存区的每一个字节都有一个编号，这就是地址。你可以理解为存储柜的箱号，在地址所标志的内存单元中存放的数据则相当于箱子内寄存的物品。
现在，有了地址，我们就能通过地址找到所需要的变量单元，我们就说地址指向该变量单元。我们举个例子：

关于变量的声明和定义

变量我们很早就讲过，现在再提主要是为了区分变量声明和定义的区别。我们知道自定义函数有两部分，分为声明部分和执行语句，声明是将函数的有关信息告诉编译器。而对与变量而言，声明有两种情况，一种是需要建立存储空间的，例如int a=10;，我们在声明变量 a 的同时，对 a 附加了初始值，建立了对应的存储空间，我们称这种为变量的定义性声明。另一种是不需要建立存储空间的int a;，我们称这种为变量的引用性声明。

#include <stdio.h>
int main(){
int a=1;  //我们称之为定义性声明
int b;  //我们称这种没有赋值或者说没有建立存储空间的为引用性声明
}

我们也可以这么理解，声明可以包括定义，定义不一定包括声明，我们可以在声明的时候同时定义，但不能说定义就是声明，因为变量需要先声明后定义。

外部变量只能定义一次，外部变量的声明有多次。因为声明是扩大外部变量的作用域范围，而定义则是必须在初始化的时候进行，因为编译器只根据定义分配存储空间，声明只是表达变量的作用域范围。

局部变量的存储类别 （下）

上面我们讲了自动（auto）变量和静态（static）变量，接下来我们将剩下的部分。

寄存器变量

一般情况下，变量（动态变量或静态变量）一般都存放在内存中，当程序需要用到哪个变量的时候，控制器发出一个指令，将内存中该变量的值发送到运算器中，经过运算器进行运算。如果需要存储数据，那就等运算结束后，再从运算器将数据送回内存。
其实还是蛮好理解的，就是从内存拿了数去运算器运算，算完了结果再返回给内存存储。但是如果遇到一些变量频繁的使用，我们就要频繁的执行取了算-算了存这样的操作，比如我们要循环100000次，这样我们每次存取的过程都会非常浪费时间。
为了解决这样的问题，程序允许我们将数据存放在 CPU 的寄存器中，需要的时候从寄存器中取数据到运算器就好了。你会发现这还是一个取了算-算了存的过程，怎么会解决我们存取时浪费时间的问题呢？

因为数据在 CPU 寄存器中读取的速度远大于在内存中的速度，就好像从老式软盘升级到了 SSD 固态硬盘。所以我们的存取过程的时间大幅度节省了。

变量的存储方式

前面我们说过，变量根据位置的不同，分为不同的作用域。今天我们通过变量存在的时间来观察变量的存储方式。

动态存储方式和静态存储方式

有的变量是在程序运行过程中一直存在，有的则是在调用其所在的函数时才临时分配存储单元，而在函数调用结束后，该存储单元就马上释放了，变量不存在了。综上，我们发现变量根据存在时间的不同，分为动态存储方式和静态存储方式两种。
**静态存储方式：**是指程序在运行期间，由系统分配固定的存储空间。
**动态存储方式：**是指程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。

不同存储区域下数据的存储和释放

在内存中，可以供用户使用的存储空间分为一下三种：

1. 程序区
2. 静态存储区
3. 动态存储区

引入

我们之前说过变量，可以改变的量即变量，变量还拥有很多种类型，但今天我们要说的是全局变量和局部变量。出了变量类型、变量名、变量的值还有就是变量的作用范围，根据作用范围不同，我们将变量分为全局变量和局部变量两种。
由于之前我们写的程序基本上都在 main 函数中，并且变量一般都在函数开头的地方定义，因为变量要先声明再使用，在 main 函数中的变量，或者说在函数开头声明的变量，只在该函数内有效，也就是只能在该函数内引用。
那么如果我们需要一个变量，能够在多个函数间使用呢？这就引出了变量作用域这个问题了。

三种定义变量的情况

我们线回顾一下，定义变量时，一般有如下三种情况：

1. 在函数开头处定义，这是我们最常用的
2. 在函数内的复合语句内定义，例如 for 语句的计次变量
3. 在函数的外部定义。

数组作为函数参数

在使用有参函数是，我们需要向函数提供参数，参数分为实参和形参。其中实参可以是常量、变量或者表达式，而数组元素和变量用法相同，使用变量时可以使用数组元素代替。所以，数组元素也可以代替函数中的参数，向形参传递数据。

数组元素作为函数的实参

因为数组元素可以代替变量使用，所以在函数参数中的变量，也可以使用元数组素代替使用。但是，数组元素不能作为形参使用，因为形参是函数被调用时的临时分配的存储单元。可以这么理解，函数中的形参，就是一个接收地址，不能是具体的值，随时待命接收实参单向传递来的信息。

例子

我们从一个例子里来看看，数组元素如何作为实参来使用的。
问题：向一个数组中输入10个数，要求设计并使用一个 max 函数，输出其中的最大值。

#include <stdio.h>
int main(){
    int max(int a, int b);
    int num[10];
    int big;
    printf("请输入10个数，程序将返回其中的最大值：\n");
    for (int i=0;i<10;i++){
        scanf("%d",&num[i]);
    }
    big=max(num[0],num[1]);
    for (int i = 2;i<10;i++){
        big=max(big,num[i]);  //这里我们使用 num 数组元素作为 max 函数的实参
    }
    printf("输入的10个数的最大值是：%d\n",big);
}

int max(int a, int b){
    int z;
    z=a>b ? a:b;
    return (z);
}