C語言數組與指標深度關聯：本質相同與訪問模式全解析

核心真相：數組名即首元素地址

• 數組名在絕大多數表達式中自動轉換為指向首元素的指標（&arr[0]）。
• 例外：sizeof(arr)、&arr、字符串字面量初始化時，數組名代表整個數組對象。

地址獲取等價性

char cs[] = "ABC";
printf("%p %p %p\n", cs, &cs[0], &cs);  // 三者數值相同，類型不同
// cs: char*      &cs[0]: char*      &cs: char(*)[4]

元素地址連續性

char cs[] = "ABC";
printf("%p\n%p\n%p\n%p\n", cs, &cs[0], &cs[1], &cs[2]);
// 輸出地址依次遞增 1 byte

指標訪問數組的多種模式

1. 指標變量遍歷（修改指標副本）

char *p = str;
for (int i = 0; i < len; i++) {
    printf("%c\n", *p);
    p++;  // 移動到下一元素
}

2. 指標算術不修改原指標

char *p = str;
for (int i = 0; i < len; i++)
    printf("%c\n", *(p + i));  // p 不變

3. 字符串以 '\0' 結束判斷

char *p = str;
while (*p != '\0') {
    printf("%c\n", *p++);
}

4. 整型數組指標遞增

int nums[] = {111,222,333,444};
int *p = nums;
for (int i = 0; i < 4; i++)
    printf("%d\n", *p++);  // 每次遞增 sizeof(int) 位元組

關鍵細節：指標運算按元素大小跳躍

int nums[] = {111,222,333,444};
int *p = nums;
printf("%d\n", *p);      // 111
printf("%d\n", *(p+1));  // 222 (地址 + sizeof(int))
printf("%d\n", *p+1);    // 112 (取值後 +1，非指標運算！)

p+1 ≠ 地址+1，而是 地址 + sizeof(*p)。這是指標運算的核心規則。

真正的數組指標 vs 元素指標

元素指標（最常用）

int *p = nums;  // 指向 int

數組指標（指向整個數組）

int nums[4] = {111,222,333,444};
int (*p)[4] = &nums;  // 注意括號優先級：指向含4個int數組的指標
printf("%d\n", (*p)[1]);  // 222，用法繁瑣

數組指標保留數組長度信息，sizeof(*p) 返回數組總大小，但使用麻煩，極少直接使用，多用於函數參數傳遞多維數組。

二維數組與指標

int arr[3][4];
int (*p)[4] = arr;      // arr 退化為指向首行的指標
int *p2 = &arr[0][0];   // 指向首個元素
// p+1 跳過一行 (4*sizeof(int))，p2+1 跳過一個元素

總結對比表

避坑指南

1. 數組名不可賦值：arr = p; 錯誤，數組名非常量指標。
2. 函數參數int arr[] 實為 int *arr，sizeof(arr) 返回指標大小。
3. 指標減法結果為元素個數差（ptrdiff_t），非位元組差。
4. 字符串字面量 "abc" 類型為 const char[4]，賦值給 char* 違反 const（C++ 錯誤，C 警告）。