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移除书签13.4.3 指针和数组
如果有一个包含100个整数的数组values，那么可以定义一个名为valuesPtr的指针，它可以通过下面的表达式访问数组中的整数：
int*valuesPtr；
定义用来指向数组元素的指针时，不能将指针定义为“数组指针”，而是要将指针定义为数组中所包含的元素类型。
如果你有一个Fraction对象数组fracts。同样，可以通过下面的语句定义一个指针，用于指向fracts中的元素：
Fraction**fractsPtr；
注意这是也用来定义Fraction对象的声明。
要将valuesPtr设为指向数组values的第一个元素的指针，可以简单地编写为：
valuesPtr=values；
在这个例子中并没有用到地址运算符，因为Objective-C编译器将没有下标的数组名称看作是指向数组第一个元素的指针。所以，仅仅指明values而不带下标的作用就是产生一个指向values第一个元素的指针。
产生指向values首元素指针的另一个等效方式是对数组第一个元素应用地址运算符。因此，语句
valuesPtr=＆values[0]；
用来将数组values第一个元素的指针存放到指针变量valuesPtr中。
要显示数组fracts中fractsPtr指向的Fraction对象，可以编写下面的表达式：
[*fractsPtr print]；
对数组使用指针的真正好处体现在按顺序访问数组元素时。如果按照前面提到的方法定义valuesPtr，并且将其设置为指向values的第一个元素，那么表达式
*valuesPtr
访问数组values的第一个整数，即values[0]。要通过变量valuesPtr引用values[3]，可以将valuesPtr加3，然后应用间接寻址运算符：
*（valuesPtr+3）
更广泛的情况是，可以使用表达式
*（valuesPtr+i）
来访问values[i]的数值。
所以，要将values[10]设置为27，显然可以如下编写表达式：
values[10]=27；
或者使用valuesPtr，写为：
*（valuesPtr+10）=27；
要使valuesPtr指向数组values中的第二个元素，可以在values[1]之前加上地址运算符并将结果赋给valuesPtr：
valuesPtr=＆values[1]；
如果valuesPtr指向values[0]，通过将valuesPtr的数值加1，可以让它指向values[1]：
valuesPtr+=1；
在Objective-C语言中，这是完全合法的表达式，并且可以用于指向任何数据类型的指针。所以，一般来说，如果a是元素类型为x的数组，px是“x指针”类型，并且i和n都是变量的
整数常量，则表达式：
px=a；
将px设置为指向a的第一个元素，而后，表达式
*（px+i）
指向a[i]中包含的值。此外，表达式
px+=n；
将px设为指向数组中比原来指向的元素多了n个元素的指针，无论数组中包含的元素是什么类型。
假设fractsPtr指向存储在分数数组中的分数。另外，假设想要将它与数组的下一个元素包含的分数相加，并将结果赋给Fraction对象result。通过编写下面的表达式即可实现：
result=[fractsPtr add：fractsPtr+1]；
处理指针时，运用自增和自减运算符（++和—）非常方便。对指针应用自增运算符相当于将指针加1，而对指针应用自减运算符则相当于将指针减1。所以，如果将textPtr定义为char指针，并将其设置为指向chars数组text的第一个字符，则表达式
++textPtr；
会使textPtr指向数组text的下一个字符，即text[1]。类似地，表达式
—textPtr；
会将textPtr指向数组text的上一个字符，当然要假设在这条语句执行之前，指针textPtr并没有指向数组text的首字符。
在Objective-C语言中，比较两个指针变量的做法是完全合法的。这在比较指向同一数组的两个指针时是非常有用的。比如，你可以测试指针valuesPtr，看它的指向是否超出了包含有100个元素的数组的范围，方法是将它与指向数组最后一个元素的指针相比较。所以如果valuesPtr超出了数组values的最后元素，表达式
valuesPtr＞＆values[99]
的结果将为TRUE（非零），反之表达式的值为FALSE（零）。根据前面的讨论，可以将上面的表达式相应地改写为：
valuesPtr＞values+99
这是可能的，因为values不带有下标，它是指向数组values首字符的指针（记住这和写成＆values[0]是一样的）。
代码清单13-12举例说明了指向数组的指针。函数arraySum计算整型数组所包含的元素之和。
代码清单13-12
//Function to sum the elements of an integer array
import＜Foundation/Foundation.h＞
int arraySum（int array[]，int n）
{
int sum=0，*ptr；
int*arrayEnd=array+n；
for（ptr=array；ptr＜arrayEnd；++ptr）
sum+=*ptr；
return（sum）；
}
int main（int argc, char*argv[]）
{
NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；
int arraySum（int array[]，int n）；
int values[10]={3，7，-9，3，6，-1，7，9，1，-5}；
NSLog（@“The sum is%i”，arraySum（values，10））；
[pool drain]；
return 0；
}
代码清单13-12输出
The sum is 21
在函数arraySum中，定义了整型指针arrayEnd，并使其指向数组最后一个元素之后的指针。然后，设置for循环来顺序浏览array的元素，当循环开始时，ptr的值被设置为array的首字符。每循环一次，ptr所指向的array元素的值都被加到sum中。然后for循环自动递增ptr的值，将它设置为指向array的下一个元素。当ptr超出了数组范围时，就退出for循环，并将sum的值返回给调用者。
是数组还是指针
要将数组传递给函数，只要和前面调用函数arraySum一样，简单地指定数组名称即可。但是在本节中还提到过，要产生指向数组的指针，只需指定数组名称即可。这暗示着在调用函数arraySum时，传递给函数的实际上是数组values的指针。这确切地解释了为什么能够在函数中更改数组元素的值。
但是，如果事实情况是将数组的指针传递给函数，那么为什么函数中的形参不声明为指针呢？换句话说，函数arraySum的array声明中，为什么没有用到以下声明：
int*array；
在函数中，是不是所有对数组的引用都是通过指针变量实现的？
要回答这些问题，首先必须重申前面提到的关于指针和数组的话题。我们提到过，如果valuesPtr指向的数据类型和values数组中包含的元素的类型相同，并且假设将valuesPtr设为指向values的首字符，那么表达式（valuesPtr+i）与符号values[i]完全相同。然后，还可以用表达式（values+i）来引用数组values的第i个元素，并且，一般说来，如果x是任意类型的数组，则在Objective-C语言中，可以将表达式x[i]等价地表示为*（x+i）。
可以看到，在Objective-C语言中指针和数组是密切相关的，这就是为什么可以在函数arraySum中将array声明为“int数组”类型，或者是“int指针”类型。在前面的例子中，以上每种声明都可以正常工作—尝试并查看结果。
如果要使用索引数来引用数组元素，那么要将对应的形参声明为数组。这能更准确地反应该函数对数组的使用情况。类似地，如果要将参数作为指向数组的指针，则要将其声明为指针类型。
字符串指针
指向数组的指针最广泛的应用之一就是作为字符串指针。原因是符号表达的便利和效率。要说明字符串指针使用起来多方便，编写一个名为copyString的函数，它将一个字符串复制到另一个字符串之中。如果使用常规数组索引方式编写这个函数，则可以如下编码：
void copyString（char to[]，char from[]）
{
int i；
for（i=0；from[i]！=‘\0’；++i）
to[i]=from[i]；
to[i]=‘\0’；
}
for循环在将空字符复制到数组to之前退出，这就解释了该函数中最后一行代码存在的必要性。如果使用指针编写copyString，那么不需要使用索引变量i。代码清单13-13展示了该程序的指针版本。
代码清单13-13
import＜Foundation/Foundation.h＞
void copyString（charto, charfrom）
{
for（；*from！=‘\0’；++from，++to）
to=from；
*to=‘\0’；
}
int main（int argc, char*argv[]）
{
NSAutoreleasePoolpool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；void copyString（charto, char*from）；
char string1[]=“A string to be copied.”[1]
char string2[50]；
copyString（string2，string1）；
NSLog（@“s”，string2）；
copyString（string2，“So is this.”）；
NSLog（@“s”，string2）；
[pool drain]；
return 0；
}
代码清单13-13输出
A string to be copied.
So is this.
函数copyString将两个形参to和from定义为字符指针，而不是像前一个copyString那样定义为字符数组。这反映出该函数将如何使用这两个变量。
然后进入for循环（没有初始条件），它将from指向的字符串复制到to指向的字符串中。每循环一次，指针from和to都会分别自增1。这样from指针就指向源字符串中下一个要复制的字符，而指针to则指向目标字符串中下一个要存储的字符。
当指针from指向空字符时，for循环将退出。然后，该函数在目标字符串的结尾处放置一个空字符。
在main例程中，函数copyString被调用了两次，第一次用来将string1的内容复制到string2中，而第二次用来将字符串常量“So is this.”复制到string2中。
字符串常量和指针
前面的程序中，调用函数
copyString（string2，“So is this.”）；
可以正常工作的事实意味着向函数传递字符串作为参数时，事实上传递的是指向该字符串的指针。这种情况不仅正确，而且还可以推广到只要在Objective-C语言中用到字符串，就会产生指向该字符串的指针。
以下观点可能有些让人混乱，但是正如第4章提到的：这里我们提到的字符串常量称为C样式字符串。它们不是对象。你知道，通过在字符串前面添加标志@（如@“This is okey.”），就可以创建一个常量字符串对象。不能使用一个替代另一个。
所以，如果将textPtr声明为字符指针，如下所示：
char*textPtr；
那么表达式
textPtr=“A character string.”；
则将textPtr设为指向字符串常量“A character string.”的指针。需要注意字符指针和字符数组之间的区别，因为前面显示的赋值类型对于字符数组并不合法。例如，如果将text定义为chars数组，语句如下：
char text[80]；
那么就不能编写如下表达式：
text=“This is not valid.”；
只有在初始化字符数组时，Objective-C语言才允许对字符数组使用这种赋值方式，如下所示：
char text[80]=“This is okay.”；
以这种方式初始化text并没有在text中存储指向字符串“This is okay.”的指针，而是在相应的text数组元素中存储实际的字符本身及最后的终止空字符。
如果text是一个字符指针，则使用以下表达式初始化text：
char*text=“This is okay.”；
将赋给它一个指向字符串“This is okay.”的指针。
回顾自增和自减运算符
到目前为止，在使用自增或自减运算符时，它们都是表达式中唯一出现的运算符。编写表达式++x时，你知道这将使变量x的值加1。你刚刚学过，如果x是指向数组的指针，这将使x指向数组的下一个元素。
自增和自减运算符也可以用于有其他运算符出现的表达式中。在这种情况下，更准确地了解这两个运算符的作用方式是非常重要的。
使用自增和自减运算符时，总是将它们放在自增或自减变量之前。所以，要使变量i自增，只需要写：
++i；
事实上，将自增运算符放在变量的后面同样合法，比如：
i++；
两种表达式都是合法的，而且都有着相同的结果，也就是，将i的数值加1。第一种情况，即++放在操作数前，可以更准确地将自增运算定义为前缀自增。第二种情况，即++放在操作数之后，可以将自减运算定义为后缀自增。
自减运算符也一样。所以，语句
—i；
实现了i的前缀自减操作，而语句
i—；
则实现了i的后缀自减操作。它们的最终结果相同，即i的数值减1。
在更复杂的表达式中使用自增和自减运算符时，运算符前缀和后缀的不同之处就体现出来了。
假设有两个整数i和j。如果将i的值设为0，然后编写语句
j=++i；
那么赋给j的值是1，不是你可能认为的0。使用前缀自增运算符时，变量的值在被用到之前先自增。所以，在前面的语句中，i的值先从0加到1，然后再将它的值赋给j，结果与下面两个表达式一样：
++i；
j=i；
如果在语句中使用后缀自增运算符
j=i++；
那么i在它的数值被赋给j之后才自增。所以，如果执行前面的语句之前，i的值为0，那么j将被赋值为0，然后i的值再加1，就像使用下面两个表达式
j=i；
++i；
另举个例子，如果i等于1，那么语句
x=a[—i]；
的结果是把a[0]的值赋给x，因为变量i的数值在用作a的索引之前，值已经减1。语句
x=a[i—]；
会将a[1]的值赋给x，因为i是在用作a的索引之后自减1的。
作为描述前缀和后缀自增自减运算符区别的第三个例子，函数调用语句
NSLog（@“i”，++i）；
将i的值自增1，然后将该值发送给NSLog函数。而调用
NSLog（@“i”，i++）；
则在将i的值发送给函数之后才自增1。所以，如果i等于100，那么第一个NSLog语句将显示101，而第二个NSLog将显示100。在以上任何情况下，执行该语句之后，i的数值都会等于101。
在介绍程序之前再举一个关于此话题的例子，如果textPtr是一个字符指针，那么表达式
*（++textPtr）
首先将textPtr的值加1，然后获取它所指向的字符，而表达式
*（textPtr++）
在textPtr自增之前，先获取它指向的字符。这两种情况都不要求必须存在括号，因为*和++运算符的优先级相同，按照从左向右的顺序进行运算。
回顾代码清单13-13的copyString函数，重写这个函数，使它将自增运算直接合并到赋值语句中。
因为每次执行for循环中的赋值语句之后，指针to和from都会自增1，所以它们应该以后缀自增形式合并到赋值语句中。将代码清单13-13的for循环重写为：
for（；*from！=‘\0’；）
to++=from++；
循环中的赋值语句将按以下方式执行：先检索from指向的字符，然后from将自加1，从而指向源字符串的下一个字符。引用的字符将被存储到to指向的位置，然后to自加1，从而指向目标字符串的下一个地址。
前面的for语句看上去并不实用，因为它没有初始表达式，也没有循环表达式。事实上，使用while循环的形式来表示，逻辑性可能会更明显。代码清单13-14就是这样实现的，该程序给了函数copyString的新版本。while循环用到了空字符等于数值0这一事实，熟练的Objective-C编程人员经常这样使用。
代码清单13-14
//Function to copy one string to another
//pointer version 2
import＜Foundation/Foundation.h＞
void copyString（charto, charfrom）
{
while（*from）
to++=from++；
*to=‘\0’；
}
int main（int argc, char*argv[]）
{
NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；
void copyString（charto, charfrom）；
char string1[]=“A string to be copied.”；
char string2[50]；
copyString（string2，string1）；
NSLog（@“s”，string2）；
copyString（string2，“So is this.”）；
NSLog（@“s”，string2）；
[pool drain]；
return 0；
}
代码清单13-14输出
A string to be copied.
So is this.
[1]注意程序中字符串“A string to be copied”和“So is this”的使用。它们不是字符串对象，而是C样式的字符串，区分方式是，字符串对象前面没有@。这两种类型是不能互换的。如果函数期望用字符数组作为参数，就应该给函数传递一个char类型的数组，或者一个C样式的字符串，而不是一个字符串对象。
