【C/C++】庖丁解牛 指针的高端操作(下)

简介: 【C/C++】庖丁解牛 指针的高端操作(下)

正文


4.数组参数和指指针参数


在写代码的时候难免要把【数组】或者【指针】传给函数,那函数的参数该如何设计呢?


4.1一维数组传参


如果我们要将如下两个数组作为参数传递给test函数

#include<stdio.h>
void test1()//参数该如何设计?
void test2()//参数该如何设立?
int main()
{
  int arr1[10] = { 0 };
  int* arr2[20] = { 0 };
  test1(arr1);
  test2(arr2);
}

下面展示的几种设计方式都是正确的:

void test(int arr[])//可以省略10
{}
void test(int arr[10])
{}
void test(int* arr)
{}
void test2(int* arr[20])
{}
void test2(int** arr)
{}


有的小伙伴可能不明白为何可以用指针作为参数来接收一维数组。


是因为,我们调用test函数时,都将数组名传递过去,而数组名又是首地址,当然可以用一个指针


变量来接收。


对于arr1,是一个整型数组,元素类型为int ,所以用int*的指针来接收;


对于arr2,是一个指针数组,元素类型为int* ,所以用int**的二级指针来接收。


4.2 二维数组传参


#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][5] = {0};
    test(arr);
    return 0;
}


如果我们要将二维数组arr传递给test函数,那么test函数又该如何如何设计呢?

void test(int arr[3][5])
{}
//void test(int arr[][])
//{}
void test(int arr[][5])
{}
//void test(int* arr)
//{}
//void test(int* arr[5])
//{}
void test(int(*arr)[5])
{}
void test(int** arr)
{}


如上面代码所示,除了被注释掉的代码,其他的都是行得通的。


对于第二种格式为什么是错的,是因为有这样的规定:


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。

第四、五两种形式是接收一维数组的设计。

那么最后两种又为什么行呢?

参照第三节最后的二维数组与数组指针就不难理解了。

原因就是,二维数组的数组名就是首元素地址。而其实二维数组的每个元素又是一个数组。所以

我们可以用数组指针 int(*arr)[5] 或是 二级指针来接收。


4.3一级指针传参


一级指针传参相对简单,就用一个指针变量接收即可。

一级指针运用实例:

#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]);
  //一级指针p,传给函数
  print(p, sz);
  return 0;
}


4.4二级指针传参


同样的,二级指针传参,也只需一个二级指针即可。

例如:

#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;
}


思考一下:

通过前面的二级指针与二维数组的关系,分析一下当函数的参数为二级指针时,可以接收什么参

数?大致有这么几种:

void test(char** p)
{
}
int main()
{
  char c = 'b';
  char* pc = &c;
  char** ppc = &pc;
  char* arr[10];
  test(&pc);
  test(ppc);
  test(arr);//Ok?
  return 0;
}


5.函数指针


之前学到,&+变量名可以得到变量的地址,&+数组名可以取出数组的地址(其实是数组首元素的地址)。那么当我们第一次听到函数指针这个概念时,有没有首先想到函数也会有地址吗?怎么得到函数的地址?难道&+函数名就可以得到函数的地址吗?


其实还真是,看以下操作:

#include <stdio.h>
void test()
{
  printf("hehe\n");
}
int main()
{
  printf("%p\n", test);
  printf("%p\n", &test);
  return 0;
}

结果如下:13.png

我们发现,不仅&+函数名可以得到函数的地址,就连函数名本身也是函数的地址。

既然得到了函数的地址,我们如何将函数的地址保存起来呢?

这就要用到函数指针了。


5.1函数指针的定义


下面我们看代码:

void test()
{
  printf("hehe\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
void (*pfun1)();
void* pfun2();


首先,能给存储地址,就要求 pfun1 或者 pfun2 是指针,那哪个是指针?

答案是:

pfun1可以存放。pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参

数,返回值类型为void。

下面我们多练习如何认识函数指针:

int (*pfun3)(int a, int b);
//pfun3先和*结合,说明pfun3是一个指针,指向一个函数,
//函数有两个参数,参数的类型都是int,函数的返回值是int类型
char* (*pfun4)(int* pa, int* (*parr)[10]);
//pfun4先和*结合,说明pfun4是一个指针,指向一个函数,
//函数有两个参数,参数的类型一个是int*,一个是数组指针,函数的返回值是char*类型


6.函数指针数组


首先提问,函数指针数组是一个指针还是数组?答案是是一个数组

数组是一个存放相同类型数据的存储空间,那我们已经学习了指针数组,

比如:

int *arr[10];
//数组的每个元素是int*


那要把函数的地址存到一个数组中,那这个数组就叫函数指针数组,那函数指针的数组如何定义呢?

//首先,函数指针数组是数组
parr[];
//数组的每个元素是函数指针,以无参函数,且无返回值的函数为例
void (*) ();
//结合后
void (*) () parr[];
//规范的写法
void (*parr[])()

再多举几个例子吧:

int (*parr1[5]) (int a,int b);
char (*parr2[10]) (int* a,int* b);
double (*parr3[10]) (double a.double* b);
int* (*parr4[10]) (int (*pfun) (int a,int b).int* a);
//....


函数指针数组有什么用途呢?


例如,我们现在要实现一个计算器,包含加减乘除四种功能。我们可以将这四种功能分别用四个函数来实现。然后将四个函数对应的函数指针保存到一个函数指针数组里。当我们运行计算器的程序时,可以根据选择不同功能的选项,来找到函数指针数组不同下标所对应的不同函数,进行运算。


由于代码太长,将计算器的代码实现放在文章末尾。


7.指向函数指针数组的指针


首先,指向函数指针数组的指针是一个指针。

指针指向一个数组,数组的每个元素都是函数指针。

那么该如何定义一个指向函数指针数组的指针呢?

#include<stdio.h>
void test(const char* str)
{
  printf("%s\n", str);
}
int main()
{
  //函数指针pfun
  void (*pfun)(const char*) = test;
  //函数指针的数组pfunArr
  void (*pfunArr[5])(const char* str);
  pfunArr[0] = test;
  //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
  void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
  return 0;
}


如果给我们一个指向函数数组的指针,我们不会辨别怎么办?

没关系,我们逐步来分解:

//指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
//首先我们看到*与ppfunArr结合
//所以ppfunArr是一个指针,我们将*ppfunArr记作a
void (*a[])(const char*)
//现在我们看到,a与[]先结合
//说明指针a指向的是一个数组
//接下来将a[]移除
void (*) (const char*)
//剩下的部分我们已经学过,是一个函数指针
//说明数组的元素类型是函数指针
//总结,ppfunArr是一个指针,指向一个数组,数组的每个元素都是函数指针
//所以,ppfunArr称为指向函数指针数组的指针


8.回调函数


回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针(地址)作为参数传递给另一个

函数,当这个指针被用来调用其所指向的函数时,我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数

的实现方直接调用,而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的,用于对该事件或条件进

行响应。具体的使用我们以库函数qsort为例。


附:


计算器一般实现:

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
  return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
  return a / b;
}
int main()
{
  int x, y;
  int input = 1;
  int ret = 0;
  do
  {
    printf("*************************\n");
    printf(" 1:add             2:sub \n");
    printf(" 3:mul             4:div \n");
    printf("*************************\n");
    printf("请选择:");
    scanf("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case 1:
      printf("输入操作数:");
      scanf("%d %d", &x, &y);
      ret = add(x, y);
      printf("ret = %d\n", ret);
      break;
    case 2:
      printf("输入操作数:");
      scanf("%d %d", &x, &y);
      ret = sub(x, y);
      printf("ret = %d\n", ret);
      break;
    case 3:
      printf("输入操作数:");
      scanf("%d %d", &x, &y);
      ret = mul(x, y);
      printf("ret = %d\n", ret);
      break;
    case 4:
      printf("输入操作数:");
      scanf("%d %d", &x, &y);
      ret = div(x, y);
      printf("ret = %d\n", ret);
      break;
    case 0:
      printf("退出程序\n");
      break;
    default:
      printf("选择错误\n");
      break;
    }
  } while (input);
  return 0;
}


计算器函数指针数组的实现:

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
  return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
  return a / b;
}
int main()
{
  int x, y;
  int input = 1;
  int ret = 0;
  int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表
  while (input)
  {
    printf("*************************\n");
    printf(" 1:add        2:sub \n");
    printf(" 3:mul      4:div \n");
    printf("*************************\n");
    printf("请选择:");
    scanf("%d", &input);
    if ((input <= 4 && input >= 1))
    {
      printf("输入操作数:");
      scanf("%d %d", &x, &y);
      ret = (*p[input])(x, y);
    }
    else
      printf("输入有误\n");
    printf("ret = %d\n", ret);
  }
  return 0;
}
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