【进阶C语言】指针的进阶(万字图文详解)(二)

简介: 【进阶C语言】指针的进阶(万字图文详解)(二)

3. 数组指针


3.1 数组指针的定义

数组指针是指针?还是数组?

答案是:指针。

我们已经熟悉:

整形指针: int * pint; 能够指向整形数据的指针。

浮点型指针: float * pf; 能够指向浮点型数据的指针。

那数组指针应该是:能够指向数组的指针。

类比:


整型指针 - 指向整型的指针

int a = 10 ;
int* p = &a ;

字符指针 - 指向字符的指针

char ch = ’ w ’ ;
char* pc = &ch ;

数组指针 - 指向数组的指针

int arr [ 10 ] ;
int (*pa ) [ 10 ] = &arr ; //取出的是数组的地址
char arr[ 10 ] ;
char (*pc) [ 10 ] &arr ;
int * arr [ 5 ] ;
int * (*p ) [ 5 ] = &arr ;

下面代码哪个是数组指针?

int *p1[10];
int (*p2)[10];
//p1, p2分别是什么?


解释:

int (p)[10];

//解释:p先和结合,说明p是一个指针变量,然后指着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。


总结:

指针数组 - 是数组 - 是一种存放指针的数组。

数组指针 - 是指针 - 是一种指向数组的指针 - 存放的是数组的地址。


//指针数组 - 是数组 - 是一种存放指针的数组
//数组指针 - 是指针 - 是一种指向数组的指针 - 存放的是数组的地址
int main()
{
  //指针数组
  char* arr[4];
  //数组指针
  int arr[5];
  int (*p)[5] = &arr;
  return 0;
}


3.2 &数组名VS数组名

对于下面的数组:

int arr[10];

arr 和 &arr 分别是啥?

我们知道arr是数组名,数组名表示数组首元素的地址。

那&arr数组名到底是啥?

我们看一段代码:

int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  printf("%p\n", arr);
  printf("%p\n", &arr[0]);
  printf("%p\n", &arr);
  return 0;
}


运行结果如下:

可见数组名和&数组名打印的地址是一样的。

难道两个是一样的吗?

我们再看一段代码:

//数组名绝大部分情况下是数组首元素的地址
//但是有2个例外:
//1. sizeof(数组名) - sizeof内部单独放一个数组名的时候,数组名表示的整个数组,计算得到的是数组的总大小
//2. &arr  - 这里的数组名表示整个数组,取出的是整个数组的地址,从地址值的角度来讲和数组首元素的地址是一样的,但是意义不一样
//
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  //printf("%d\n", sizeof(arr));
  printf("%p\n", arr);//int * 
  printf("%p\n", arr+1);//4
  printf("%p\n", &arr[0]);//int* 
  printf("%p\n", &arr[0]+1);//4
  printf("%p\n", &arr);//int(*)[10]
  printf("%p\n", &arr+1);//40
  int (*p)[10] = &arr;//p是一个数组指针
  //int(*)[10]
  return 0;
}

根据上面的代码我们发现,其实&arr和arr,虽然值是一样的,但是意义应该不一样的。

实际上: &arr 表示的是数组的地址,而不是数组首元素的地址。(细细体会一下)

本例中 &arr 的类型是: int(*)[10] ,是一种数组指针类型

数组的地址+1,跳过整个数组的大小,所以 &arr+1 相对于 &arr 的差值是40。

注意:


数组名绝大部分情况下是数组首元素的地址

但是有2个例外:


sizeof(数组名) - sizeof内部单独放一个数组名的时候,数组名表示的整个数组,计算得到的是数组的总大小

&arr - 这里的数组名表示整个数组,取出的是整个数组的地址,从地址值的角度

讲和数组首元素的地址是一样的,但是意义不一样


3.3 数组指针的使用

那数组指针是怎么使用的呢?

既然数组指针指向的是数组,那数组指针中存放的应该是数组的地址。

看代码:

int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  int (* p)[10] = &arr;
  int i = 0;
  //p  --- &arr
  //*p --- *&arr
  //*p --- arr
  //虽然对,但是不推荐
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%d ", (*p)[i]);
  }
  //虽然对,但是不推荐
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%d ", *((*p) + i));
  }
  //使用指针来访问
  int* p = arr;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%d ", *(p + i));
  }
  //下标的形式访问数组
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


一个数组指针的使用:


#include <stdio.h>
void print(int arr[3][5], int r, int c)
{
  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");
  }
}
int main()
{
  int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
  //二维数组的数组名,也表示首元素的地址
  //二维数组的首元素是第一行
  //首元素的地址就是第一行的地址,是一个一维数组的地址
  //
  print(arr, 3, 5);
  return 0;
}


用数组指针来做:

#include <stdio.h>
void print(int(*arr)[5], int r, int c)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 3; i++)
  {
  int j = 0;
  for (j = 0; j < 5; j++)
  {
    //printf("%d ", *(*(arr + i) + j));//arr[i]
    printf("%d ", arr[i][j]);//arr[i]
  }
  printf("\n");
  }
}
int main()
{
  int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
  //二维数组的数组名,也表示首元素的地址
  //二维数组的首元素是第一行
  //首元素的地址就是第一行的地址,是一个一维数组的地址
  //
  print(arr, 3, 5);
  return 0;
}


图片讲解:

学了指针数组和数组指针我们来一起回顾并看看下面代码的意思:

1. int arr[5];
2. int *parr1[10];
3. int (*parr2)[10];
4. int (*parr3[10])[5];


第一个是数组

第二个是指针数组

第三个是数组指针

第四个原理:parr3是数组,数组中存放的指针,该指针指向的又是数组,所以是指针数组里面存放的数组指针


第四个图片讲解:


4. 数组参数、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

#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);
}
}


结果是都可以运行。


结论:

一维数组传参,传参可以是数组,也可以是指针的,当形参是指针的时候,要注意类型。


4.2 二维数组传参

void test(int arr[3][5])//ok?可以
{}
void test(int arr[][])//ok?不可以
{}
void test(int arr[][5])//ok?可以
{}
//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)//ok?不可以
{}
void test(int* arr[5])//ok?不可以
{}
void test(int(*arr)[5])//ok?可以
{}
void test(int** arr)//ok?不可以
{}
int main()
{
  int arr[3][5] = { 0 };
  test(arr);
}


结论:

二维数组传参

传参可以是指针,也可以是数组

如果是数组,行可以省略,但是列不能省略

如果是指针,传过去的是第一行的地址,形参就应该是数组指针


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]);
  //一级指针p,传给函数
  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?


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?



5. 函数指针


类比方法:

整型指针 - 指向整型的指针 int*

字符指针 - 指向字符的指针 char*

数组指针 - 指向数组的指针 int arr[ 10 ]* ; int( p )[ 10 ] = & arr ;

函数指针 - 指向函数的指针 int

数组指针中存放的是数组的地址

函数指针中存放的应该是函数的地址

函数有地址吗?

首先看一段代码:

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


输出的结果:

输出的是两个地址,这两个地址是 test 函数的地址。

数组:

数组名

&数组名


函数名和&函数名 都是函数的地址,没有区别。

那我们的函数的地址要想保存起来,怎么保存?

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。


举一个例子:

int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}
//&函数名得到就是函数的地址
int main()
{
  //printf("%p\n", &Add);
  //printf("%p\n", Add);
  //pf就是函数指针
  int (* pf)(int, int) = Add;//函数的地址要存起来,就得放在【函数指针变量】中
  int ret = (*pf)(3, 5);
  //int ret = Add(3, 5);
  //int ret = pf(3, 5);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}


在练习一个函数指针的例子

char* test(int c, float* pf)
{
}
int main()
{
  char* (*pt)(int, float*) = test;
  return 0;
}


阅读两段有趣的代码:

//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);
//代码1
int main()
{
  //1. 将0强制类型转换为void (*)() 类型的函数指针
  //2. 这就意味着0地址处放着一个函数,函数没参数,返回类型是void
  //3. 调用0地址处的这个函数
  //下面代码是一次函数调用
    (*( void (*)() ) 0)();
  return 0;
}


将0强制类型转换为void (*)() 类型的函数指针

这就意味着0地址处放着一个函数,函数没参数,返回类型是void

调用0地址处的这个函数

typedef void(*pf_t)(int);//将void(*)(int)类型重新起个别名叫pf_t
//
typedef void(*pf_t2)(int);//pf_t2是类型名
void(*pf)(int);//pf是函数指针变量的名字
  //代码2
int main()
{
  void (* signal(int, void(*)(int) ) )(int);
  //
  pf_t signal(int, pf_t);
  //上述的代码是一个函数的声明
  //函数的名字是signal
  //signal函数的参数第一个是int类型,第二个是void(*)(int)类型的函数指针
  //该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void
  // 
  //signal函数的返回类型也是一个函数指针
  //该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void
  //
  //void (* signal(int, void(*)(int)))(int)
  return 0;
}


上述的代码是一个函数的声明

函数的名字是signal

signal函数的参数第一个是int类型,第二个是void(*)(int)类型的函数指针

该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void

signal函数的返回类型也是一个函数指针

该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void

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