12-函数、数组和指针

10.4　函数、数组和指针

假设要编写一个处理数组的函数，该函数返回数组中所有元素之和，待处理的是名为 marbles 的 int 类型数组。应该如何调用该函数？也许是下面这样：

total = sum(marbles); // 可能的函数调用

那么，该函数的原型是什么？记住，数组名是该数组首元素的地址，所以实际参数 marbles 是一个存储 int 类型值的地址，应把它赋给一个指针形式参数，即该形参是一个指向 int 的指针：

int sum(int * ar);    // 对应的函数原型

sum() 从该参数获得了什么信息？它获得了该数组首元素的地址，知道要在该位置上找出一个整数。注意，该参数并未包含数组元素个数的信息。我们有两种方法让函数获得这一信息。第一种方法是，在函数代码中写上固定的数组大小：

int sum(int * ar) // 相应的函数定义
{
     int i;
     int total = 0;
     for (i = 0; i < 10; i++)    // 假设数组有10个元素
          total += ar[i];        // ar[i] 与 *(ar + i) 相同
     return total;
}

既然能使用指针表示数组名，也可以用数组名表示指针。另外，回忆一下， += 运算符把右侧运算对象加到左侧运算对象上。因此， total 是当前数组元素之和。

该函数定义有限制，只能计算10个 int 类型的元素。另一个比较灵活的方法是把数组大小作为第2个参数：

int sum(int * ar, int n)        // 更通用的方法
{
     int i;
     int total = 0;
     for (i = 0; i < n; i++)    // 使用 n 个元素
          total += ar[i];       // ar[i] 和 *(ar + i) 相同
     return total;
}

这里，第1个形参告诉函数该数组的地址和数据类型，第2个形参告诉函数该数组中元素的个数。

关于函数的形参，还有一点要注意。只有在函数原型或函数定义头中，才可以用 int ar[] 代替 int * ar ：

int sum (int ar[], int n);

int * ar 形式和 int ar[] 形式都表示 ar 是一个指向 int 的指针。但是， int ar[] 只能用于声明形式参数。第2种形式（ int ar[] ）提醒读者指针 ar 指向的不仅仅是一个 int 类型值，还是一个 int 类型数组的元素。

注意　声明数组形参 因为数组名是该数组首元素的地址，作为实际参数的数组名要求形式参数是一个与之匹配的指针。只有在这种情况下， C 才会把 int ar[] 和 int * ar 解释成一样。也就是说， ar 是指向 int 的指针。由于函数原型可以省略参数名，所以下面 4 种原型都是等价的：

int sum(int *ar, int n);
int sum(int *, int);
int sum(int ar[], int n);
int sum(int [], int);

但是，在函数定义中不能省略参数名。下面两种形式的函数定义等价：

int sum(int *ar, int n)
{
     // 其他代码已省略
}
int sum(int ar[], int n);
{
     //其他代码已省略
}

可以使用以上提到的任意一种函数原型和函数定义。

程序清单10.10演示了一个程序，使用 sum() 函数。该程序打印原始数组的大小和表示该数组的函数形参的大小（如果你的编译器不支持用转换说明 %zd 打印 sizeof 返回值，可以用 %u 或 %lu 来代替）。

程序清单10.10　 sum_arr1.c 程序

// sum_arr1.c -- 数组元素之和
// 如果编译器不支持 %zd，用 %u 或 %lu 替换它
#include <stdio.h>
#define SIZE 10
int sum(int ar[], int n);
int main(void)
{
     int marbles[SIZE] = { 20, 10, 5, 39, 4, 16, 19, 26, 31, 20 };
     long answer;
     answer = sum(marbles, SIZE);
     printf("The total number of marbles is %ld.\n", answer);
     printf("The size of marbles is %zd bytes.\n",
          sizeof marbles);
     return 0;
}
int sum(int ar[], int n)     // 这个数组的大小是？
{
     int i;
     int total = 0;
     for (i = 0; i < n; i++)
          total += ar[i];
     printf("The size of ar is %zd bytes.\n", sizeof ar);
     return total;
}

该程序的输出如下：

The size of ar is 8 bytes.
The total number of marbles is 190.
The size of marbles is 40 bytes.

注意， marbles 的大小是40字节。这没问题，因为 marbles 内含10个 int 类型的值，每个值占4字节，所以整个 marbles 的大小是40字节。但是， ar 才8字节。这是因为 ar 并不是数组本身，它是一个指向 marbles 数组首元素的指针。我们的系统中用8字节存储地址，所以指针变量的大小是8字节（其他系统中地址的大小可能不是8字节）。简而言之，在程序清单10.10中， marbles 是一个数组， ar 是一个指向 marbles 数组首元素的指针，利用C中数组和指针的特殊关系，可以用数组表示法来表示指针 ar 。