为何在数组中 a[5] 等于 5[a]？

技术背景

在C语言里，数组是很重要的数据结构，它让我们能高效地存储和访问多个相同类型的数据元素。在操作数组时，一般用 a[5] 这样的语法来访问数组 a 的第6个元素（数组下标从0开始）。但有趣的是，在C语言中 a[5] 和 5[a] 是等价的，这和一般的数组访问认知不同。了解这一特性，有助于我们更深入地理解C语言中数组和指针的关系。

实现步骤

1. 理解 [] 运算符的定义

C标准把 [] 运算符定义为：a[b] == *(a + b)。

2. 分析 a[5] 和 5[a] 的计算过程

根据上述定义，a[5] 会被计算为 *(a + 5)，而 5[a] 会被计算为 *(5 + a)。

3. 运用加法交换律

因为加法满足交换律，即 a + 5 和 5 + a 是相等的，所以 *(a + 5) 和 *(5 + a) 也相等，也就是 a[5] 等于 5[a]。

核心代码

#include <stdio.h>

int main() {
    int a[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    // 输出 a[5] 的值
    printf("a[5] 的值为: %d\n", a[5]); 
    // 输出 5[a] 的值
    printf("5[a] 的值为: %d\n", 5[a]); 
    return 0;
}

代码解释

• 定义了一个整型数组 a，并初始化了6个元素。
• 用 printf 函数分别输出 a[5] 和 5[a] 的值。
• 运行代码会发现，a[5] 和 5[a] 的输出结果相同。

最佳实践

提高代码可读性

虽然 a[5] 和 5[a] 等价，但在实际编程中，建议使用 a[5] 这种常见的写法，因为它更符合大家的编程习惯，能提高代码的可读性。

避免混淆

在复杂的表达式里，使用 5[a] 这种写法容易造成混淆，所以要谨慎使用。

常见问题

指针和数组的区别

虽然在数组访问中指针和数组有紧密联系，但它们并不完全相同。数组名是数组首元素的地址常量，而指针是变量，可以改变其指向。例如：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a[] = {1, 2, 3};
    int *p = a;
    // 合法
    p++; 
    // 错误，数组名是常量，不能自增
    // a++; 
    return 0;
}

负索引的使用

在C语言中，数组支持负索引，这是因为指针运算的原理。例如 a[-1] 会计算为 *(a - 1)，指向数组 a 首元素的前一个位置。不过，使用负索引时要注意越界问题，避免访问非法内存。