C语言返回类型为指针的一些经典题目(上)

简介: C语言返回类型为指针的一些经典题目(上)

大家好,今天和大家分享一下C语言返回类型为指针的一些重要题目,看完你会恍然大悟。原来我对指针的了解还停留在指针只是一个地址的位置上,看完后你会对指针的用法进一步得到提升。


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一.关于指针类型的基础概念


在分析指针的代码时,脑子里一定要有一张内存的分配图,用于分析各个变量的存储情况。


1.用代码表示下面不同的类型


a) 例如:一个整型数(An integer)int a;


b)一个指向整型数的指针( A pointer to an integer)


c)一个指向指针的的指针,它指向的指针是指向一个整型数( A pointer to a pointer to an intege)r


d)一个有10个整型数的数组( An array of 10 integers)


e) 一个有10个指针的数组,该指针是指向一个整型数的。(An array of 10 pointers to integers)


f) 一个指向有10个整型数数组的指针( A pointer to an array of 10 integers)


g) 一个指向函数的指针,该函数有一个整型参数并返回一个整型数(A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)


h) 一个有10个指针的数组,该指针指向一个函数,该函数有一个整型参数并返回一个整型数 ( An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer )


答案是:


a) int a; // An integer
b) int *a; // A pointer to an integer
c) int **a; // A pointer to a pointer to an integer
d) int a[10]; // An array of 10 integers
e) int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers
f) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers
g) int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer
h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer


2.注意事项


1.“&”和“*”两个运算符的优先级别相同,但按自右而左方向结合


2.在定义时,*号表示后面的变量的类型是指针变量,例如“int *a;”表明a是指针变量,“int * a[10];”表明a[10]里面成员为指针(变量),“int (*a)[10]”表明a为指针变量(该指针类型为int ()[10])


3.指针的类型和指针所指向的类型是不同的:例如int *a;指针的类型是int *,指针所指向的类型是int 。


二.题目剖析


1.代码(第一题)

#include<stdio.h>
char  *returnStr()
{
           char  *p = “hello world”;
           return  p;
}
int  main()
{
           char*str;
           str =returnStr();
           //str[0]=’T’;            // 则会引起错误,不能修改只读数据段中的内容
           printf(“%s\n”,str);
           return0;
}

2.进一步剖析


(1)char *p = “hello world”。系统在栈上分配四个字节的空间存放p的数值。“hello world”是字符常量,存放在只读数据段内。指向完后,系统把”hello world”的地址赋值给p。


(2)函数用return 把p的数值返回。该数值指向只读数据段(该数据段内的数据是静态的不会改变)。退出子函数后,系统把p的数值销毁。但是p的数值已经通过return 返回。且只读数据段中的内容不会被修改和回收(其输于静态区域)


(3)在主程序中把该地址又给了str。因此str指向了“hello world”。


(4)该程序虽然能运行,但有一个缺点,就是在程序中不能修改字符常常量中的数值。如果修改会引起段错误。


1.代码(第二题)

#include<stdio.h>
char *returnStr()
{
           char  p[]=”hello world”;
           return  p;
}
int  main()
{
           char  *str;
           str =returStr();
           printf(“%s\n”,str);
}


2进一步剖析


编译该程序后,系统会提示如下警告:

function returns address of local variable

(函数返回一个可变地址)

分析该错误:


1) "tigerjibo”是一个字符常量,存放在只读数据段中,是不能被修改的。


2)char p[],是一个局部变量,当函数被调用时,在栈上开辟一个空间来存放数组P的内容。


3)char p[]=”tigerjibo”,该语句是把”tigerjibo”的值赋值给数值P,存放在数组p地址处。而不是把”tigerjibo”的地址赋值给数组p。因此,“tigerjibo”此时在系统中有一处备份,一个在只读数据段中(不能修改,内容也不会被回收),一个在栈上存储(可以修改起内容,但函数退出后,其栈上存储的内容也会被回收)。


4)因此,当return p,返回了数组的首地址,但是当函数退出后,其栈上的内容也将被丢弃,局部变量的内存也被清空了,因此该数组首地址处的内容是一个可变的值。


1.代码(第三题)

#include<stdio.h>
char *returnStr()
{
           static  char p[]=”hello world”;
           return  p;
}
int  main()
{
           char  *str;
           str =returnStr();
           str[0]=’T’;
           printf(“%s\n”,str);
}


2.进一步剖析

此程序运行正确。

分析如下:


1)”hello world”是一个字符常量,存放在只读数据段中,是不能被修改的。


2)static char p[],是一个静态局部变量,在读写数据段中开辟一个空间给p用来存放其数值。


3)static char p[]=”hello world”,该语句是把”hello world”的值赋值给数值P,存放在数组p地址处。而不是把”hello world”的地址赋值给数组p。因此,“hello world”此时在系统中有一处备份,一个在只读数据段中(不能修改,内容也不会被回收),一个在读写数据段中存储(可以修改其内容,当函数退出后,因其在读写数据段中存储,起内容不会被丢弃)。


4)因此,当return p,返回了数组的首地址,但是当函数退出后,虽然栈上的内容都清除了,但是p地址是读写数据段中的地址,其上的内容不会被回收。


3.补充以下知识


char day[15] = "abcdefghijklmn"; 这个语句执行的时候,系统就分配了一段长15的内存,并把这段内存起名为day,里面的值为"abcdefghijklmn",如下图所示:


391185e2a9d78980b6093fba59324fd4.png


对于char* strTmp = "opqrstuvwxyz";,这句语句执行后,字符串指针strTmp的内存的图示如下:

e6438cb05d60730178985dac3c31cf3e.png

1.代码(第四题)


void GetMemory2(char **p, int num) {
     *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); 
}   
void Test2(void){
     char *str = NULL;
     GetMemory2(&str, 100);  // 注意参数是 &str,而不是str
     strcpy(str, "hello"); 
     cout<< str << endl;
     free(str);   
} 

2.进一步剖析


编译后错误:段错误


分析:在主程序中,str地址为空。在函数传递中将str的地址传给了子函数中的指针p(是拷贝了一份),然后在字函数中给p在堆上申请了一个100字节的空间,并把首地址赋值给p。但是函数传递中,p值改变不会影响到主函数中str的值。因此,str的地址仍为空。在strcpy中引用空指针会出现段错误。


假如str不是初始化为NULL,而是一个char字符串,在调用p = (char *)malloc(100);之前p的值如下:

c439ab70fe97acd1046f7401ccc667ed.png


在调用p = (char *)malloc(100);之后p的值如下:



7f230e8914a4336cd7f4ac5bbde65882.png


可见,str依旧指向原来的地址(可以理解为一个值传递问题)


1代码(第五题)

void GetMemory2(char **p, int num) {
     *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); 
}   
void Test2(void){
     char *str = NULL;
     GetMemory2(&str, 100);  // 注意参数是 &str,而不是str
     strcpy(str, "hello"); 
     cout<< str << endl;
     free(str);   
} 


2.进一步剖析


&str是指针的地址,将指针的地址传给形参p,则p也指向str,


所以*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);也就是给p所指向的str分配了内存,所以正确。(在堆中分配的空间具有全局性)


假如str不是初始化为NULL,而是一个char字符串,在调用p = (char *)malloc(100);之前p的值如下:

b8ac762752bbb250836700e1c810c0e3.png


在调用p = (char *)malloc(100);之后p的值如下:


4aaffe71dfefa421f061041331dcec03.png



可以理解为传地址;


这是前5道经典题目,下一篇文章再分享五道题目,让你不再害怕这一类型的题目。

大家加油。。。。。最近在做算法题目可以关注我,点个赞,有问题可以一起讨论。

拜~

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