面试题：C语言中指针运算与一维数组下标的深入理解

*(ptr + 3)：
- 指针本质上是一个存储内存地址的变量。这里 ptr 指向数组 arr 的首地址。
- ptr + 3 是指针运算，由于 ptr 是 int 类型指针，在 32 位或 64 位系统中，int 通常占用 4 字节或 8 字节（具体取决于系统和编译器）。ptr + 3 实际计算的地址是 ptr 所指向的地址加上 3 * sizeof(int)。
- *(ptr + 3) 则是对这个计算得到的地址进行解引用，获取该地址处存储的 int 类型值。
arr[3]：
- 在 C 语言中，数组名在大多数情况下会被隐式转换为指向数组首元素的指针。所以 arr 会被当作指向 arr[0] 的指针。
- arr[3] 本质上等同于 *(arr + 3)，即先计算数组首地址加上 3 * sizeof(int) 得到目标地址，然后对该地址解引用获取值。

动态内存分配和遍历：
- 当使用 malloc、calloc 等函数动态分配内存时，返回的是一个指针。例如：
```
int *dynamicArr = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
if (dynamicArr == NULL) {
    // 处理内存分配失败
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    // 使用指针运算
    *(dynamicArr + i) = i;
}
```
- 在这种情况下，使用指针运算更直观，因为你直接操作的是指针，并且指针运算在某些编译器优化下可能效率更高，特别是当需要频繁移动指针位置时。
函数参数传递：
- 当函数接受数组作为参数时，实际上传递的是指向数组首元素的指针。在函数内部，使用指针运算可以更灵活地操作数组。例如：
```
void processArray(int *arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        // 指针运算
        *(arr + i) *= 2;
    }
}
```
- 这种方式在处理多维数组或复杂的数据结构时，指针运算的灵活性可以简化代码逻辑。

代码可读性：
- 数组下标表示法 arr[i] 对于大多数程序员来说更直观，特别是在简单的数组遍历和访问场景中。例如：
```
int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    // 数组下标，可读性更好
    printf("%d ", arr[i]);
}
```
- 这种表示法更清晰地表达了访问数组元素的意图，对于不熟悉指针运算的开发者更容易理解。
多维数组：
- 对于多维数组，使用数组下标表示法更容易理解和编写代码。例如，对于二维数组 int matrix[3][4];，访问元素 matrix[i][j] 比使用指针运算 *(*(matrix + i)+j) 更直观。
```
int matrix[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        // 数组下标，更易读
        printf("%d ", matrix[i][j]);
    }
    printf("\n");
}
```
- 虽然 matrix[i][j] 底层也是基于指针运算，但数组下标表示法隐藏了复杂的指针计算，提高了代码的可读性和可维护性。

星途面试题库