指针进阶(1)

简介: 指针进阶(1)


1. 字符指针

在指针的类型中我们知道有一种指针类型为字符指针 char* 。

一般是这样使用:

int main()
{
  char ch = 'w';
  //ch = 'a';
  char* pc = &ch;//pc就是字符指针
  *pc = 'a';
  return 0;
}

还有一种使用方式如下:

#include <stdio.h>
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  //[a b c d e f \0]
  const char* p = "abcdef";//常量字符串
  printf("%s\n", p);//abcdef
  printf("%c\n", *p);//a
  
  return 0;
}

代码 const char* p = “abcdef”; 并不是把字符串 abcdef 放到字符指针 p 里去,而是把字符串 abcdef 首字符的地址放到 p 中去;同时,因为 abcdef 是一个常量字符串,所以要用 const 进行修饰,以保证 p 中的内容不会被修改。


注:

不能被改变的常量的数据是放在代码区的,比如代码、常量字符串等等。

有这样一道面试题:

#include <stdio.h>
int main()
{
  char str1[] = "hello bit.";
  char str2[] = "hello bit.";
  
  const char* str3 = "hello bit.";
  const char* str4 = "hello bit.";
  
  if (str1 == str2)
    printf("str1 and str2 are same\n");
  else
    printf("str1 and str2 are not same\n");
  if (str3 == str4)
    printf("str3 and str4 are same\n");
  else
    printf("str3 and str4 are not same\n");
  return 0;
}

首先,我们要知道数组名就是数组首元素的地址,因为 str1 和 str2 是两个不同的数组,所以 str1 和 str2 不相等;而常量字符串是不允许修改的,所以在内存中只需要存一份就可以了,又因为 str3 和 str4 中存的是字符串首字符的地址,所以 str3 和 str4 相等。

2. 指针数组

//指针数组
//整型数组 - 存放整型的数组
//字符数组 - 存放字符的数组
//指针数组 - 存放指针的数组
int main()
{
  int* arr[10];//存放整型指针的数组
  return 0;
}

使用指针数组模拟实现二维数组:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };//arr1 - int*
  int arr2[] = { 2, 3, 4, 5, 6 };
  int arr3[] = { 3, 4, 5, 6, 7 };
  //指针数组
  int* arr[3] = { arr1, arr2, arr3 };
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 3; i++)
  {
    int j = 0;
    for (j = 0; j < 5; j++)
    {
      printf("%d ", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
  return 0;
}

3. 数组指针

3.1 数组指针的定义

通过类比:

整型指针:能够指向整型数据的指针

浮点型指针:能够指向浮点型数据的指针

我们可以得知:

数组指针应该是:能够指向数组的指针

3.2 &数组名VS数组名

//数组名的理解
//数组名是数组首元素的地址
//有2个例外:
//1. sizeof(数组名),这里的数组名不是数组首元素的地址,数组名表示整个数组,sizeof(数组名)计算的是整个数组的大小,单位是字节
//2. &数组名,这里的数组名表示整个数组,&数组名取出的是整个数组的地址
//除此之外,所有的地方的数组名都是数组首元素的地址
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  printf("%p\n", arr);
  printf("%p\n", &arr[0]);
  return 0;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  printf("%p\n", arr);
  printf("%d\n", sizeof(arr));
  return 0;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  printf("%p\n", arr);//int*
  printf("%p\n", arr + 1);
  printf("%p\n", &arr[0]);//int*
  printf("%p\n", &arr[0] + 1);
  
  printf("%p\n", &arr);//int(*)[10]
  printf("%p\n", &arr + 1);
  return 0;
}
//对于数组名来说
//&数组名得到的是数组的地址
int main()
{
  int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
  int (*p)[10] = &arr;//数组的地址,存储到数组指针变量
  //解释:p先和*结合,说明p是一个指针变量,然后指针指向的是一个大小为10个整型的数组,所以p是一个指针,指向一个数组,叫数组指针。
  //这里要注意:[]的优先级要高于*号的,所以必须加上()来保证p先和*结合。
  
  return 0;
}

3.3 数组指针的使用

打印数组中的每个元素:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", *(p + i));
  }
  return 0;
}

也可以通过数组指针来实现:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
  int (*p)[10] = &arr;//*&arr --> arr
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    //printf("%d ", *((*p) + i));
    printf("%d ", (*p)[i]);
  }
  return 0;
}

但是在这种情况下使用数组指针并不方便,那么数组指针怎么使用呢?

一般在二维数组上才方便

//1 2 3 4 5
//2 3 4 5 6
//3 4 5 6 7
//二维数组传参,形参是二维数组的形式
#include <stdio.h>
void Print(int arr[3][5], int r, int c)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < r; i++)
  {
    int j = 0;
    for (j = 0; j < c; j++)
    {
      printf("%d ", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
}
int main()
{
  int arr[3][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 6, 7 };
  Print(arr, 3, 5);
  return 0;
}
//二维数组传参,形参是指针的形式
#include <stdio.h>
void Print(int (*p)[5], int r, int c)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < r; i++)
  {
    int j = 0;
    for (j = 0; j < c; j++)
    {
      printf("%d ", *(*(p + i) + j));
    }
    printf("\n");
  }
}
int main()
{
  int arr[3][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 6, 7 };
  Print(arr, 3, 5);//arr是数组名,数组名表示数组首元素的地址;二维数组其实是一维数组的数组,所以数组名是第一个一维数组的地址
  return 0;
}

学了指针数组和数组指针,我们来看看下面这行代码的意思:

int (*parr3[10])[5];

首先, parr3 和 [ ] 结合,说明 parr3 是一个数组,而数组中的每个元素是数组指针类型,每个元素指向一个有五个元素的整型数组;也就是说 parr3 这个数组里可以存10个 int (*)[5] 类型的数组指针。

4. 数组参数、指针参数

4.1 一维数组传参

#include <stdio.h>
void test(int arr[])//ok
{
}
void test(int arr[10])//ok
{
}
void test(int* arr)//ok
{
}
void test2(int* arr[20])//ok
{
}
void test2(int** arr)//ok
{
}
int main()
{
  int arr[10] = {0};
  int* arr2[20] = {0};
  test(arr);
  test2(arr2);
  return 0;
}

4.2 二维数组传参

void test(int arr[3][5])//ok
{
}
void test(int arr[][])//err 形参部分,行可以省略,但是列不能省略。
{
}
void test(int arr[][5])//ok
{
}
//总结:二维数组传参,函数形参的设计只能省略第一个[]的数字。
//因为对一个二维数组,可以不知道有多少行,但是必须知道一行多少元素。
//这样才方便运算。
void test(int* arr)//err
{
}
void test(int* arr[5])//err 这里的形参是指针数组
{
}
void test(int (*arr)[5])//ok
{
}
void test(int** arr)//err
{
}
int main()
{
  int arr[3][5] = {0};
  test(arr);
  
  return 0;
}

总结:

//一维数组传参,形参的部分可以是数组,也可以是指针
void test1(int arr[5], int sz)
{
}
void test2(int* p, int sz)
{
}
int main()
{
  int arr[5] = { 0 };
  test1(arr, 5);
  test2(arr, 5);
  
  return 0;
}
//二维数组传参,形参的部分可以是数组,也可以是指针
void test3(char arr[3][5], int r, int c)
{
}
void test4(char(*p)[5], int r, int c)
{
}
int main()
{
  char arr[3][5] = { 0 };
  test3(arr, 3, 5);
  test4(arr, 3, 5);
  
  return 0;
}

4.3 一级指针传参

#include <stdio.h>
void print(int* p, int sz)
{
  int i = 0;
  
  for(i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d\n", *(p+i));
  }
}
int main()
{
  int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
  int* p = arr;
  int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
  print(p, sz);
  
  return 0;
}

思考:

当一个函数的参数部分为一级指针的时候,函数能接收什么参数?

void test(char* p)
{
}
int main()
{
  char ch = '2';
  char* ptr = &ch;
  char arr[] = "abcdef";
  
  test(&ch);
  test(ptr);
  test(arr);
  
  return 0;
}

4.4 二级指针传参

#include <stdio.h>
void test(int** ptr)
{
  printf("num = %d\n", **ptr); 
}
int main()
{
  int n = 10;
  int* p = &n;
  int** pp = &p;
  test(pp);
  test(&p);
  
  return 0;
}

思考:

当函数的参数为二级指针的时候,可以接收什么参数?

void test(char** p)
{
}
int main()
{
  char n = 'a';
  char* p = &n;
  char** pp = &p;
  char* arr[5];
  
  test(&p);
  test(pp);
  test(arr);
  
  return 0;
}

5. 函数指针

//函数指针 - 指向函数的指针
//数组指针 - 指向数组的指针
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}
int main()
{
  //int arr[10] = { 0 };
  //int (*pa)[10] = &arr;
  printf("%p\n", &Add);
  printf("%p\n", Add);
  //函数名是函数的地址
  //&函数名也是函数的地址
  int (*pf)(int, int) = &Add;//pf是函数指针变量
  //int (*)(int, int) 是函数指针类型
  return 0;
}

再举一个例子:

void test(char* pc, int arr[10])
{
}
int main()
{
  void (*pf)(char*, int[10]) = &test;
  void (*pf)(char*, int[10]) = test;
  void (*pf)(char*, int[]) = &test;
  void (*pf)(char*, int*) = &test;
  return 0;
}

那么,函数指针如何使用呢?

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}
int main()
{
  //int (*pf)(int, int) = &Add;
  int (*pf)(int, int) = Add;
  
  int r = Add(3, 5);
  printf("%d\n", r);
  
  //int m = (*pf)(4, 5);
  int m = pf(4, 5);
  printf("%d\n", m);
  return 0;
}

以下是两段有趣的代码:

//0 - int
//0 - int*
//0x0012ff40 - int
//0x0012ff40 - int*
//void (*p)() - p是函数指针
//void (*)()是函数指针类型
int main()
{
  //调用0地址处的函数
  //1. 将0强制类型转换为void (*)() 类型的函数指针
  //2. 调用0地址处的这个函数
  (*(void (*)())0)();
  return 0;
}
int main()
{
  //signal 是一个函数声明
  //signal 函数有2个参数,第一个参数的类型是int,第二个参数的类型是 void(*)(int) 函数指针类型
  //该函数指针指向的函数有一个int类型的参数,返回类型是void
  //signal 函数的返回类型也是void(*)(int) 函数指针类型,该函数指针指向的函数有一个int类型的参数,返回类型是void
  void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
  return 0;
}

第二段代码看上去非常复杂,应该如何简化呢?

我们先来看一下typedef的用法:

typedef unsigned int uint;
typedef int* ptr_t;
typedef int (*parr_t)[10];
typedef int (*pf_t)(int, int);
int main()
{
  uint u1;
  ptr_t p1;
  int* p2;
  
  return 0;
}

因此,我们可以这样进行简化:

int main()
{
  typedef void (*pf_t)(int);
  pf_t signal(int, pf_t);
  void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
  return 0;
}


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