在C语言中，指针和数组是两个关键的概念，而指针数组就是基于这两个概念的一个数据类型。指针数组是由指针组成的数组，每个元素都是指针类型的变量。指针数组是自身的地址数组，每个元素存放的是另一个变量的地址，可以用于指向不同类型的数据。本文将详细介绍指针数组的概念、定义、初始化、访问及其应用。

一、指针数组的概念

指针数组如其名，就是一个由指针型变量构成的数组。因此，指针数组一般是存储一组指针变量的数据结构。

指针数组的特点如下：

1. 每个元素都是指针类型的变量，占用的空间是系统中每个指针元素的空间;

2. 每个元素的值存储的是另一个变量的地址，即其他变量或对象的首地址；

3. 使用指针数组时，可以通过数组下标方便地访问和操作其中的元素。

指针数组的数据结构如下：


二、指针数组的定义

指针数组的定义格式如下：

```

type *array_name[size];

```

type表示指针的类型，array_name表示数组的名称，size表示数组大小。

例如，定义一个指针数组保存3个整数的地址：

```

int a = 1, b = 2, c = 3;

int *p[3] = { &a, &b, &c };

```

上述定义中，*p表示一个指针数组，包含3个元素，每个元素是一个整型指针变量，p的值为a、b、c的地址。

三、指针数组的初始化

指针数组的初始化就是指定指针数组的初始值。指针数组有两种初始化方法：

1. 列表初始化：使用大括号{}将指针列表括起来。

例如，初始化下面一个包含3个指针变量的指针数组：

```

char *p[] = { "apple", "banana", "pear" };

```

上述定义中，每个字符指针变量保存了指向不同字符串的地址。

2. 逐一初始化：将每个指针变量逐一赋值。

例如，初始化下面一个包含3个指针变量的指针数组：

```

char *p[3];

p[0] = "apple";

p[1] = "banana";

p[2] = "pear";

```

四、指针数组的访问

指针数组的访问总体形式为：

```

array_name[index]

```

array_name表示数组名，index表示数组下标，指定要访问的元素。

例如，使用指针数组输出“apple”：

```

printf("%s", p[0]);

```

注意事项：

1. 指针数组不能访问数组中未初始化的元素，使用未初始化的元素会导致程序错误；

2. 指针数组下标为负数或超过数组大小会导致程序崩溃；

3. 指针数组不能越界，否则也会造成程序错误。

五、指针数组的应用

指针数组有着广泛的应用，下面介绍指针数组在多种场景下的应用：

1. 用于管理多个对象的地址，也可以用于返回任意数量的元素集合。

例如，实现一个简单的排序程序，通过指针数组交换存储在数组中的元素，如下：

```

void swap(int *a, int *b) {

int tmp = *a;

*a = *b;

*b = tmp;

}

void sort(int *arr, int len) {

int i, j;

for (i = 0; i < len; i++) {

for (j = i + 1; j < len; j++) {

if (*(arr+i) > *(arr+j)) {

swap(arr+i, arr+j);

}

}

}

}

int main() {

int arr[] = { 5, 3, 9, 8, 6 };

int len = sizeof(arr) / sizeof(int);

sort(arr, len);

for (int i = 0; i < len; i++) {

printf("%d ", arr[i]);

}

return 0;

}

```

其中，指针数组是对一组整数进行排序，sort函数使用指针数组交换存储在数组中的元素，输出升序排序后的结果。

2. 用于传递参数，可以避免拷贝大的数据结构，提高程序的效率。

例如，实现一个简单的交换函数，可以用指针数组实现：

```

void swap(int *arr[], size_t len) {

int *tmp;

tmp = arr[0];

arr[0] = arr[1];

arr[1] = tmp;

}

int main() {

int a = 1, b = 2;

int *p[2] = { &a, &b };

swap(p, 2);

printf("a=%d, b=%d", a, b);

return 0;

}

```

其中，swap函数以指针数组的方式接收两个指针参数，交换它们的值。

3. 用于管理动态内存分配的对象。

例如，使用指针数组动态分配一组字符串，然后释放内存：

```

int main() {

char *str[3];

for (int i = 0; i < 3; i++) {

str[i] = malloc(12);

sprintf(str[i], "Hello %d", i);

}

for (int i = 0; i < 3; i++) {

printf("%s\n", str[i]);

free(str[i]);

}

return 0;

}

```

其中，使用循环逐个分配内存并向每个字符串中写入内容，然后再逐个释放内存。

六、总结

本文详细介绍了指针数组的概念、定义、初始化、访问及其应用。指针数组是指针的一种特殊形式，可以存储不同类型的变量或对象的地址，并用于各种不同类型的应用，例如排序、参数传递和动态内存分配。指针数组在C语言中具有广泛的应用，掌握它的概念和使用非常重要。