3. 指针数组 指向指针的指针 示例
案例需求 :
-- 实现功能 : 在单个运算中处理长度不一的文本, 处理可变文本行数据;
-- 实际功能 : 从标准输入流中输入多个字符串, 每个字符串都使用指针指向字符串的首地址, 然后将指针存放到数组中, 对字符串数组进行排序, 按照字典顺序输出;
引入指针数组 :
-- 比较操作 : 对两个字符串进行移动 比较的时候, 使用 指向它们的指针进行操作, 比较的时候直接使用下标逐一对比;
-- 拷贝操作 : 字符串拷贝的时候, 直接将指针赋值给另一个指针即可, 不用在对文本行进行操作;
-- 好处 : 消除了移动文本带来的内存管理 和 开销;
函数设计 :
-- 设置函数 : 读取输入行, 文本排序, 打印文本行, 设置上面三个函数, 在 main 函数中控制函数执行;
-- 声明函数 : 在文件开始先声明一下函数, 那么在整个文件中就可以使用这个函数了, 即使函数定义在 main 函数的后面, 也可以调用;
程序要点 :
-- 输入流读取字符串 : 在for循环中获取字符, 当获取到 EOF 或者 '\n' 的 或者 获取字符超过数组大小 的时候停止获取, 返回 获取的字符串 和 个数;
-- 创建字符指针数组 : 当获取到的字符串个数为0, 停止获取字符串, 然后统计字符串个数, 根据字符串个数分配字符指针数组大小;
-- 递归排序 :
-- 打印数组 : 遍历指针数组, 将指针指向的字符串打印出来;
C程序代码 :
/************************************************************************* > File Name: string_sort.c > Author: octopus > Mail: octopus_work.163.com > Created Time: 2014年03月18日 星期二 12时33分19秒 ************************************************************************/ #include<stdio.h> #include<string.h> //定义排序的最大文本行数 #define MAXLINES 100 //文本行的指针数组, 该数组中存放的是 char 类型指针 char *lineptr[MAXLINES]; //每行输入最大文本数 10 个字符 #define MAXLEN 100 int readlines(char *lineptr[], int maxlines); void writelines(char *lineptr[], int nlines); void qsort(char *v[], int left, int right); int main(int argc, char **argv) { int nlines; if((nlines = readlines(lineptr, MAXLINES)) >= 0) { qsort(lineptr, 0, nlines - 1); writelines(lineptr, nlines); return 0; } else { printf("error : input too big data ! \n"); return 1; } printf("fuck main \n"); return 0; } /* * 从输入流中接收收据, 最多接收 max 个字符, 返回读取到的字符串长度 * 注意 : 函数不能命名为 getline, 与stdio.h 中的 getline 命名冲突 */ int get_line(char *ch, int max, int nlines) { printf("input the %d char sequence : ", nlines); int c, i; /* * getchar() 返回值 时 无符号的 char 类型转换成的 int 类型 * 将int 类型数据 赋值给 char 类型, 就是截取 int 的最后8位 即一字节赋给char变量 * * 循环的条件 : * 输入的字符数不超过 定义的 MAXLEN 10 * 获取的字符不是 EOF 结束符 * 获取的字符不是 '\n' 回车 * * 输入 EOF(Ctrl + D) 或者 回车 这一行的字符串就会输入完毕 */ for(i = 0; i < max - 1 && (c = getchar()) != EOF && c != '\n'; i++) ch[i] = c; //给字符串加上结尾 '\0' ch[i] = '\0'; return i; } //可分配的内存共 11000 字节, 最大文本行数 100, 每行 100字符, 最大不会超过 10000字节 #define ALLOCSIZE 11000 //alloc函数可分配的内存存储区 static char allocbuf[ALLOCSIZE]; //空间分配的辅助偏移量 static char *allocp = allocbuf; /* * 分配内存 */ char *alloc(int n) { //判断剩余内存是否足够 if(allocbuf + ALLOCSIZE - allocp >= n) { //分配内存, 将偏移量指向下一个空白内存 allocp += n; //注意返回分配的内存的时候, 需要将指针指向已经分配内存的首地址 return allocp - n; }else return 0; } int readlines(char *lineptr[], int maxlines) { /* * len 获取的字符串的字符个数, 注意 不包括 '\0', 是真实的个数 * nlines 初始值0, 获取的字符串个数, 即字符指针数组的大小 * *p alloc()方法分配内存的个数 * line[MAXLEN] 从输入流中获取字符串的载体 */ int len, nlines; char *p, line[MAXLEN]; nlines = 0; /* * 不停的从输入流获取字符串, 放到 line 数组中, 获取的字符最多100个 * 如果获取的字符个数大于0, 就执行循环体内的方法 */ while((len = get_line(line, MAXLEN, nlines)) > 0) /* * 如果获取的字符串个数 超过 MAXLINES 100 个, 就返回 -1 * 如果没有获取到足够的内存, 就返回 -1 * 分配的内存要多分配1个, get_line 返回的函数小于 */ if(nlines >= MAXLINES || (p = alloc(len + 1)) == NULL) return -1; else { //拷贝获取的字符串 到 alloc 分配的内存中 strcpy(p, line); //将 alloc 分配的内存 指针 放入 指针数组中 lineptr[nlines++] = p; } return nlines; } /* * 输出指针数组 中 的指针 指向的字符串 * 每个指针都指向一个字符串数组, 不是常量 */ void writelines(char *lineptr[], int nlines) { int i; printf("\n"); //便利指针数组, 将每个指针代表的字符串打印出来 for(i = 0; i < nlines; i++) printf("lineptr[%d] = %s\n", i, lineptr[i]); } //数组中的两个元素进行交换 void swap(char *v[], int i, int j) { //每个数组元素都是 char * 类型的, 使用 temp 保存数组元素 char *temp; //都是 char * 之间的数据进行赋值运算 temp = v[i]; v[i] = v[j]; v[j] = temp; } /* * 参数解析 : * char *v[] : 字符指针数组 * int left : 排序的字符数组起始下标 * int right : 排序的字符数组的终止下标 * qsort(array, 0, 3) 将 array 中的 第0个 到 第3个 之间的字符串排序 * * * strcmp(s1, s2)函数解析 : * 返回值 <0 : s1 < s2 * 返回值 =0 : s1 = s2 * 返回值 >0 : s1 > s2 */ void qsort(char *v[], int left, int right) { int i, last; //如果数组的元素个数小于2个, 返回 if(left >= right) return; //交换最左边 和 中间元素 swap(v, left, (left + right) / 2); //last 记录 last = left; /* * 过程解析 : last 指向第一个元素 * 从第二个元素开始遍历整个数组, 直到遍历结束 * 如果遍历的i元素 小于 left 元素 * 将last下标自增, 然后 与 i 位置互换 * * 最终 除了 left 之外, 右边的last 个都比left小 * 将 last 与 left 互换, last 是最大的; */ for(i = left + 1; i <= right; i++) if(strcmp(v[i], v[left]) < 0) swap(v, ++last, i); swap(v, left, last); //递归进行 left 到 中间 的排序 qsort(v, left, last - 1); //递归进行 中间 到 right 的排序 qsort(v, last + 1, right); }
运行效果 :
octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/pointer$ gcc string_sort.c octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/pointer$ ./a.out input the 0 char sequence : hello input the 1 char sequence : world input the 2 char sequence : fuck input the 3 char sequence : you input the 4 char sequence : my input the 5 char sequence : load input the 6 char sequence : down input the 7 char sequence : up input the 8 char sequence : ctrl input the 9 char sequence : num input the 10 char sequence : 12 input the 11 char sequence : 34 input the 12 char sequence : 56 input the 13 char sequence : 78 input the 14 char sequence : 35436 input the 15 char sequence : 6876 input the 16 char sequence : lineptr[0] = 12 lineptr[1] = 34 lineptr[2] = 35436 lineptr[3] = 56 lineptr[4] = 6876 lineptr[5] = 78 lineptr[6] = ctrl lineptr[7] = down lineptr[8] = fuck lineptr[9] = hello lineptr[10] = load lineptr[11] = my lineptr[12] = num lineptr[13] = up lineptr[14] = world lineptr[15] = you
4. 多维数组案例
日期转程序需求 : 将某月 某日 转换成 一年中的 第多少天, 反之 将某天转换成 某年的 某月某日;
-- 月日转天 : 如 5月1日 是某一年的第几天, 注 闰年 与 非闰年不同;
-- 天转月日 : 将天数 转换成 某一年的 月份 和 日期, 注意闰年;
C程序 :
/************************************************************************* > File Name: multi_array.c > Author: octopus > Mail: octopus_work.163.com > Created Time: 2014年03月18日 星期二 20时55分07秒 ************************************************************************/ #include<stdio.h> /* * 该二维数组中存放的是 闰年 和 非闰年 每个月的天数 * day_table[1] 中存放的是 非闰年 每个月的天数 * day_table[2] 中存放的时 闰年 每个月的天数 */ static char day_table[2][13] = { {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}, {0, 31, 29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31} }; /* * 四年一润, 百年不润, 四百年再润 */ int leap(int year) { return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0); } /* * 遍历每月的月份数, 将每月的天数累加 加上 日的天数 * 得出的结果就是 某日期 在某年的天数 */ int day_of_year(int year, int month, int day) { int i; for(i = 1; i < month; i++) day += day_table[leap(year)][i]; return day; } /* * 计算 某年的天数 是具体的 几月几日 * 从 1 开始遍历二维数组的 某一年的月份天数 * 如果 天数 大于 月份天数, 那么 年天数 减去 月份天数, 然后月份自增 * 一直循环到 年天数 小于 月份天数 * 那么此时循环 月份自增的变量就是月份数, 剩余的 年天数就是 日 * */ void date_of_year(int year, int year_day, int *pmonth, int *pday) { int i, lp; lp = leap(year); for(i = 1; year_day > day_table[lp][i]; i++) year_day -= day_table[lp][i];\ *pmonth = i; *pday = year_day; } int main(int argc, char **argv) { /* * 注意指针使用之前一定要初始化, 如果指针不初始化, 就不能使用 * 没有初始化的指针, 不能作为函数的参数 */ int month, day; date_of_year(2014, 67, &month, &day); printf("2014-3-8 is the %d day of the year \n", day_of_year(2014, 3, 8)); printf("the 67 day of 2014 is %d month %d day \n", month, day); return 0; }
执行结果 :
octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/pointer$ gcc multi_array.c octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/pointer$ ./a.out 2014-3-8 is the 67 day of the year the 67 day of 2014 is 3 month 8 day
二维数组作参数 : 必须声明 列数, 行数可以不进行声明;
-- 函数调用二维数组本质 : 函数调用的传递的是指针, 指针指向一个数组, 这个数组存放的是指针元素, 每个指针都指向一个一维数组;
-- 必须知道一维数组大小 : 传入的只是一个指针, 如何找到数组中的第二个指针呢, 就需要知道一维数组的大小, 传入的指针 加上 一维数组地址 就是 第二个指针的大小, 如果没有一维数组大小, 那么就找不到其它的指针了;
二维数组参数正确声明 :
-- 带所有的参数 : fun(int day_table[2][13]);
-- 带列数, 不带行数 : fun(int day_table[][13]);
-- 指针参数 : fun(int (*day_table)[13]) , 代表参数是一个指针, 这个指针指向一个 由 13个元素组成的一维数组;
-- 错误情况 : fun(int *dat_table[13]) 传入的时一个 存放有 13个指针元素的 一维数组;
-- 错误情况 : fun(int day_table[2][]) 没有列数, 传入的时候只传入了首地址, 无法找到第二个指针;
5. 指针数组初始化
示例代码 :
/************************************************************************* > File Name: montn_name.c > Author: octopus > Mail: octopus_work.163.com > Created Time: Wed 19 Mar 2014 12:58:48 AM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> char *month_name(int n) { /* * 初始化指针数组, 指针数组中的元素指向一个字符串 */ static char *name[] = { "Illegal month", "January", "Febrary", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October", "November", "December" }; //返回一个指针, 这个指针指向字符串 return (n < 1 || n > 12) ? name[0] : name[n]; } int main(int argc, char **argv) { printf("month 2 is %s \n", month_name(2)); return 0; }
执行结果 :
[root@ip28 pointer]# gcc montn_name.c [root@ip28 pointer]# ./a.out month 2 is Febrary
指针数组初始化 : char *name[] 是一个指针数组, 这是一个一维数组;
-- 指针赋值 : 字符串常量 代表一个指向该常量首地址的指针, 可以将字符串常量赋值给上面的 一维指针数组;
6. 区分指针数组 与 二维数组
举例 :
int array[2][5]; int *arrayp[2];
二维数组 : 上面的 array[2][5] 是二维数组;
-- 空间分配 : 分配了 2 * 5 * sizeof(int) 大小的内存空间;
-- 计算元素地址 : 5 * row + col 是 array[row][col]的地址;
指针数组 : *array[2] 是指针数组;
-- 空间分配 : 分配了10个指针, 没有对指针进行初始化, 必须进行手动初始化, 指针指向的一维数组长度可变, 不固定;
-- 作用 : 指针数组最主要的作用是存放不同长度的字符串;
指针数组示例程序 :
/************************************************************************* > File Name: montn_name.c > Author: octopus > Mail: octopus_work.163.com > Created Time: Wed 19 Mar 2014 12:58:48 AM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> char *month_name(int n) { /* * 初始化指针数组, 指针数组中的元素指向一个字符串 */ static char *name[] = { "Illegal month", "January", "Febrary", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October", "November", "December" }; printf("sizeof(name) = %d \n", sizeof(name)); //返回一个指针, 这个指针指向字符串 return (n < 1 || n > 12) ? name[0] : name[n]; } int main(int argc, char **argv) { printf("month 2 is %s \n", month_name(2)); return 0; }
执行结果 :
[root@ip28 pointer]# gcc montn_name.c [root@ip28 pointer]# ./a.out sizeof(name) = 104 month 2 is Febrary
二维数组示例程序 :
/************************************************************************* > File Name: montn_name.c > Author: octopus > Mail: octopus_work.163.com > Created Time: Wed 19 Mar 2014 12:58:48 AM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> char *month_name(int n) { /* * 初始化指针数组, 指针数组中的元素指向一个字符串 */ static char name[][20] = { "Illegal month", "January", "Febrary", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October", "November", "December" }; printf("sizeof(name) = %d \n", sizeof(name)); //返回一个指针, 这个指针指向字符串 return (n < 1 || n > 12) ? name[0] : name[n]; } int main(int argc, char **argv) { printf("month 2 is %s \n", month_name(2)); return 0; }
执行结果 :
[root@ip28 pointer]# gcc month_array.c [root@ip28 pointer]# ./a.out sizeof(name) = 260 month 2 is Febrary
对比 : 二维数组 占用了 260 字节内存, 指针数组占用了 104字节的内存;
