5.指针数组

5.1.指针数组的基本介绍

要让数组的元素指向 int 或其他数据类型的地址(指针)。可以使用指针数组

5.2.指针数组定义

数据类型 *指针数组名[大小];

例如：double *arr[7]
申明一个名为arr的double类型指针数组
其由七个double类型指针组成。因此，arr中的每个元素都是指向double类型的指针

5.3.指针数组代码示例和内存布局示意图

#include<stdio.h>
void main() {
  int var[3] = { 10, 100, 1000 };
  int i;
  int* ptr[3];
  for (i = 0; i < 3; i++) {
    ptr[i] = &var[i];//将var数组元素的地址逐一赋值给相应下标的ptr指针数组
  }
  for (i = 0; i < 3; i++) {
    printf("var[%d] = %d\n", i, *ptr[i]);
  }
}

申明一个名为var的int类型数组；申明一个名为ptr的指针数组，其每个元素都是指向int类型的指针
经过第一次循环遍历后，它的每个元素被逐一赋值卫var数组的地址
指针数组也具有它的内存空间和地址。如图所示，0x1122、0x1126、0x112A，即是ptr指针数组的元素的地址，它们的内容分别是0x1133、0x1137、0x113B，分别对应的是var整型数组中的每个数组元素的地址

5.4.指针数组练习

请编写程序，定义一个指向字符的指针数组来存储字符串列表(四大名著书名)，并通过遍历该指针数组，显示字符串信息 (即：定义一个指针数组，该数组的每个元素，指向的是一个字符串)

#include <stdio.h>
void main() {
  char* books[4] = { "三国演义", "西游记", "红楼梦", "水浒传" };
  int i;
  for (i = 0; i < 4; i++) {
    printf("\nbooks[%d] 指向字符串是=%s %p", i, books[i], &books[i]);
  }
}

6.指向指针的指针

6.1 基本介绍

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置

设图中的Variable的Value为int类型，图中pointer1指向的是Variable，应该申明为 int* pointer1，则pointer2应该申明为int** pointer2

6.2.多重指针(二级,三级)代码示例

一个指向指针的指针变量必须如下声明，即在变量名前放置两个星号。例如，下面声明了一个指向 int 类型指针的指针:

int **ptr; // ptr 的类型是 int **

2.当一个目标值被一个指针间接指向到另一个指针时，访问这个值需要使用两个星号运算符, 比如 **ptr（当一个目标值被一个指针间接指向时，访问这个值的指针前面需要加两个*）

#include <stdio.h>
int main() {
  int var;
  int* ptr; //一级指针 
  int** pptr; //二级指针 
  int*** ppptr; // 三级指针 
  var = 3000;
  ptr = &var; // var 变量的地址赋给 ptr 
  pptr = &ptr;// 表示将 ptr 存放的地址，赋给 pptr
  ppptr = &pptr; // 表示将 pptr 存放的地址，赋给 ppptr
  printf("var 的地址 = %p\nvar = %d \n", &var, var);// 0x1133 3000
  printf("\nptr 的本身的地址 = %p\nptr 存放的地址 = %p\n*ptr = %d \n", &ptr, ptr, *ptr);
  printf("\npptr 本身地址 = %p\npptr 存放的地址 = %p\n**pptr = %d\n", &pptr, pptr, **pptr);
  printf("\nppptr 本身地址 = %p\nppptr 存放的地址 = %p\n***pptr = %d\n", &ppptr, ppptr, ***ppptr);
  return 0;
}

、

7.传递指针(地址)给函数

当函数的形参类型是指针类型时，是使用该函数时，需要传递指针，或者地址，或者数组给该形参

7.1.传地址或指针给指针变量

#include<stdio.h>
void test(int* p) {
  *p += 1;
}
void main() {
  int num = 90;
  int* p = &num;
  test(&num);
  printf("num = %d\n", num);
  test(p);
  printf("num = %d", num);
}

test函数体需要传入一个int类型的指针，因此，不管是传入变量num的地址，还是指针p，都可以；变量num的地址为0x1122，指针p的内容为0x1122，因此，它们其实传入的是同一个地址
因为，test函数是对传入地址的内容进行改变，所以，它在执行后，虽然test栈被销毁，但是，它所改变num的值被保留了下来

7.2.传数组给指针变量

#include<stdio.h>
double getAverage(int* arr, int size) {
  int i, sum = 0;
  double avg; 
  for (i = 0; i < size; ++i) {
    // arr[0] = arr + 0 
    // arr[1] = arr + 1 个 int 字节（4）
    // arr[2] = arr + 2 个 int 字节（8） //...
    sum += arr[i];// arr[0] =>数组第一个元素的地址 arr[1] 
    printf("\narr 存放的地址=%p ", arr);
    avg = (double)sum / size; 
    return avg;
  }
}
double getAverage2(int* arr, int size) {
  int i, sum = 0;
  double avg;
  for (i = 0; i < size; ++i) {
    sum += *arr;
    printf("\narr 存放的地址=%p ", arr);
    arr++;// 指针的++运算, 会对 arr 存放的地址做修改
  }
  avg = (double)sum / size;
  return avg;
}
int main() {
  /* 带有 5 个元素的整型数组 */ 
  int balance[5] = { 1000, 2, 3, 17, 50 }; 
  double avg;
  /* 传递一个指向数组的指针作为参数 */ 
  avg = getAverage(balance, 5);
  /* 输出返回值 */ 
  printf("Average value is: %f\n", avg);
  return 0;
}

1.在main函数中，设balance数组的首地址为(0x1122)。在执行到avg = getAverage(balance, 5)时，因为double getAverage(int* arr, int size)函数需要传入一个int类型指针变量和一个int类型变量，而getAverage(balance, 5)中balance代表的是balance数组的首地址，传入getAverage数组的是一个地址，相当于指针变量

2.在getAverage函数体中，对传入的balance数组的首地址进行一系列操作，而非在函数体内复制一份balance数组并进行操作！

8.返回指针的函数

8.1.返回指针的函数的介绍

C语言允许函数的返回值是一个指针（地址），这样的函数称为指针函数

8.2.代码示例

请编写一个函数 strlong()，返回两个字符串中较长的一个

//请编写一个函数 strlong()，返回两个字符串中较长的一个
#include<stdio.h>
#include<string.h>
char* strlong(char* str1, char* str2) {
  //通过strlen函数计算字符串的长度
  printf("第一个字符串的长度为%d，第二个字符串的长度为%d\n", strlen(str1), strlen(str2));
  if (strlen(str1) >= strlen(str2)) {//如果字符串1的长度大于等于字符串2的长度，则返回指向字符串1的指针
    return str1;
  }
  else {
    return str2;//else，则返回指向字符串2的指针
  }
}
int main() {
  char str1[20],  str2[20], * str;
  printf("请输入一个字符串：\n");
  gets_s(str1, sizeof(str1));
  printf("请输入一个字符串：\n");
  gets_s(str2, sizeof(str2));
  str = strlong(str1, str2);//用str字符指针指向strlong返回的指针
  printf("这两个字符串中，更长的那个字符串是：%s", str);
  return 0;
}

8.3.指针函数注意事项和细节

用指针作为函数返回值时需要注意，函数运行结束后会销毁在它内部定义的所有局部数据，包括局部变量、局部数组和形式参数，函数返回的指针不能指向这些数据
函数运行结束后会销毁该函数所有的局部数据，这里所谓的销毁并不是将局部数据所占用的内存全部清零，而是程序放弃对它的使用权限，后面的代码可以使用这块内存

#include <stdio.h>
int* func() {
  int n = 100;//局部变量, 在 func 返回时，就会销毁
  return &n;
}
int main() {
  int* p = func(); //func 返回指针
  int n;
  n = *p;
  printf("\nvalue = %d\n", n);
  return 0;
}

函数运行结束后，仅仅是放弃了对这块内存空间的使用权限，但是，这块内存空间的内容并没有被销毁，输出这块内存空间的内容，仍然有可能是原来的内容，但是，如果在执行多条语句后，这块内存空间就有可能被别的数据给覆盖，因此，返回的指针不能指向这些数据

3.C 语言不支持在调用函数时返回局部变量的地址，如果确实有这样的需求，需要定义局部变量为 static 变量

#include <stdio.h>
int* func() {
  static int n = 100; // 如果这个局部变量是 static 性质的，那么 n 存放数据的空间在静态数据区
  return &n;
}
int main() {
  int* p = func(); //func 返回指针
  int n;
  n = *p;
  printf("\nvalue = %d\n", n);
  return 0;
}

通过static int n =100;将100存入了静态存储区，返回的是静态存储区的地址，因此，在之后的main函数的使用中，仍然可以使用静态存储区中存储的100，而静态存储区不会被其他语句所占用

9.函数指针（指向函数的指针）

9.1 基本介绍

1.一个函数总是占用一段连续的内存区域，函数名在表达式中有时也会被转换为该函数所在内存区域的首地址（可以理解为把函数名当做函数的首地址，赋给函数指针）

2.把函数的这个首地址（或称入口地址）赋予一个指针变量，使指针变量指向函数所在的内存区域，然后通过指针变量就可以找到并调用该函数。这种指针就是函数指针。

9.2.函数指针定义

returnType (*pointerName)(param list);

returnType为函数指针指向的函数返回值类型
pointerName为函数指针名称
param list为函数指针指向的函数的参数列表
参数列表中可以同时给出参数的类型和名称，也可以只给出参数的类型，省略参数的名称
注意( )的优先级高于*，第一个括号不能省略，如果写作 returnType *pointerName(param list)；就成了函数原型，它表明函数的返回值类型为 returnType *（变成返回指针的函数）

9.3.函数指针代码示例

用函数指针来实现对函数的调用, 返回两个整数中的最大值

#include <stdio.h>
//说明 //1. max 函数 //2. 接收两个 int ,返回较大数 
int max(int a, int b){ 
  return a>b ? a : b;
}
int main() {
  int x, y, maxVal;
  //说明 函数指针 
  //1. 函数指针的名字 pmax 
  //2. int 表示 该函数指针指向的函数是返回 int 类型
  //3. (int, int) 表示 该函数指针指向的函数形参是接收两个 int 
  //4. 在定义函数指针时，也可以写上形参名 int (*pmax)(int x, int y) = max;
  int (*pmax)(int, int) = max;
  printf("Input two numbers:\n");
  scanf_s("%d %d", &x, &y);
  // (*pmax)(x, y) 通过函数指针去调用 函数max
  maxVal = (*pmax)(x, y);//可以把这个语句中的*去掉
  printf("Max value: %d pmax = %p 本身的地址=%p\n", maxVal, pmax , &pmax);
  return 0;
}

申明一个名为*pmax函数返回值类型为int的函数指针，它需要指向的函数需要传入两个int类型的变量，它指向max函数
pmax函数指针的地址为0x1133，max函数在内存空间（代码区）的首地址为0x1122，因此，它所指向的内存空间（代码区）中max函数的首地址为0x1122
调用函数的方式可以是(*pmax)(int)(int)，也可以使(pmax)(int)(int)，前提是前面必须申明过（1）中的调用函数类型

C语言学习笔记——指针（二）