利用指針訪問C++數組元素

在C++中，數組是一組相同類型的變數組成的集合，可以通過數組的下標來訪問每個元素。C++中的指針是一種特殊的變數，它存儲著某個變數的內存地址。通過指針，我們可以訪問數組中的元素而不必使用下標運算符。

一、使用指針訪問數組元素

// 定義一個包含5個元素的數組
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 定義指向整型變數的指針
int *p;
// 指針指向數組的第一個元素
p = arr;
// 輸出數組的第一個元素值
std::cout << *p << std::endl;
// 指針指向數組的第二個元素
p = arr + 1;
// 輸出數組的第二個元素值
std::cout << *p << std::endl;

在上面的代碼中，我們定義了一個包含5個元素的數組，然後定義了一個指向整型變數的指針p，p指向數組的第一個元素arr[0]。接著，我們輸出了通過p指針訪問的第一個元素的值，即* p，然後將指針p指向數組的第二個元素arr[1]，最後輸出通過指針p訪問的第二個元素值。

二、指針與數組下標的關係

C++中數組下標與指向數組元素的指針是等價的，對數組下標的操作本質上也是對指針的操作。下面我們通過一個示例來說明指針與數組下標之間的關係：

// 定義一個包含5個元素的數組
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 輸出arr[0]的值
std::cout << arr[0] << std::endl;
// 輸出*arr的值
std::cout << *arr << std::endl;
// 輸出arr[2]的值
std::cout << arr[2] << std::endl;
// 輸出*(arr+2)的值
std::cout << *(arr + 2) << std::endl;

在上面的代碼中，我們定義了一個包含5個元素的數組，然後通過數組下標操作和指針操作分別訪問了該數組的第一個元素arr[0]和第三個元素arr[2]。在指針操作中，因為指針指向的是數組元素的地址，因此我們通過arr + 2來獲得數組中第三個元素的地址，接著將該地址解引用得到其對應的元素值。

三、指針與多維數組

在C++中，多維數組是一維數組的拓展，其元素可以是一維數組或其他多維數組。對於二維數組，可以使用指針進行訪問，具體的做法是先定義一個指向一維數組的指針，然後使用二維數組下標訪問時，將該下標去掉最後一個，映射成指向一維數組的指針。下面我們通過一個示例說明二維數組的指針訪問。

// 定義一個包含3行4列的二維數組
int arr[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};
// 定義指向一維數組的指針p
int (*p)[4];
// 指針p指向數組第一行
p = arr;
// 輸出數組中的所有元素
for(int i = 0; i < 3; i++){
    for(int j = 0; j < 4; j++){
        std::cout << *(*p + j) << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    p++;
}

在上述代碼中，我們定義了一個包含3行4列的二維數組arr，並定義一個指向一維數組的指針p，p指向數組第一行。接著我們使用兩重循環遍歷每個元素，對於每個元素，首先通過*p得到指向一維數組的指針，然後將其地址加上列數j，即*（p+j），得到該數組元素對應的值。

四、指針與字元數組

C++中，字元數組是一種特殊的數組，它的特點是數組中的每個元素都是字元類型。我們可以使用指針來訪問字元數組，並可以通過指針對字元數組進行操作。下面我們通過一個示例來說明指針與字元數組的訪問。

// 定義一個字元數組
char str[] = "Hello World";
// 定義指向字元數組的指針p
char *p;
// 指針p指向字元數組的第一個元素
p = str;
// 輸出字元串中的所有字元
while(*p != '\0'){
    std::cout << *p;
    p++;
}
std::cout << std::endl;

在上述代碼中，我們定義了一個字元數組str，然後定義了一個指向字元數組的指針p，p指向數組的第一個元素str[0]。接著，我們通過對指針p解引用，輸出了字元串中的所有字元。在循環中，每次輸出一個字元後，我們將指針p加1，指向下一個字元。

總結

通過本文的介紹，我們了解了如何使用指針訪問C++數組元素，並掌握了指針與數組下標、多維數組、字元數組的關係。在實際編程中，靈活運用指針可以讓我們更高效地操作數據結構，提高程序的執行效率。