【进阶指针】

简介: 【进阶指针】

一、字符指针

例如下面代码,pc就是一个字符指针;"abcdef"是一个常量字符串,不能被修改,pb里面存的是该常量字符串的首字符’ a '的地址。

int main()
      {
          char ch = 'w';
          char *pc = &ch;
        char *pb = "abcdef";
          *pc = 'w';
          return 0;
      }

二、指针数组

首先,先来回忆一下数组的类型:

字符数组----存放字符的数组char arr[5];

整型数组----存放整型的数组int arr[5];

所以,可以理解指针数组就是存放指针的数组;

存放字符指针的数组----字符指针数组char* arr[5];

存放整型指针的数组----整型指针数组int* arr[5];

例如,下面代码int* arr[]是个整型指针数组;

int main()
      {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 30;
        int d = 40;
        int* arr[] = { &a,&b,&c,&d };
        int i = 0;
        for (i = 0; i < 4; i++)
        {
          printf("%d ", *(arr[i]));
        }
        return 0;
      }

三、数组指针

1.定义

整形指针 - 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;&arr取出的是整个数组的地址,pa首先和 * 结合是指针,这个指针指向大小为10的数组,数组中元素的类型是int.

[ ]的优先级要高于 * 号的,所以必须加上()来保证p先和*结合。

int arr[10];
      int (*pa)[10] = &arr;

2. &arr和arr

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

任何时候看到数组名都要先判断是不是上面两种例外,因为这会影响指针走的步长;例如下面代码:arr + 1和&arr[0] + 1都是向后跳过4个字节,它们的类型都是int*.

而&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

int main()
      {
        int arr[10] = { 0 };
        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;
      }

3. 数组指针的应用

参数是数组的形式

void print1(int arr[3][5],int x ,int y)
      {
        int i = 0;
        int j = 0;
        for (i = 0; i < x; i++)
        {
          for (j = 0; j < y; j++)
          {
            printf("%d ", arr[i][j]);
          }
          printf("\n");
        }
      }

参数是指针的形式

以下四种等价:

printf("%d ", p[ i ][ j ]);

printf("%d ", * ( p[ i ] + j)); //p[i]是第i行首元素的地址,加上j跳过一个整型,即找到下一个元素的地址,解引用就是下一个元素

printf("%d ", * (* (p + i)+ j )); //*(p + i)找到这一行的地址

printf("%d ", ( * (p + i ))[ j ]);

void print2(int(*p)[5], int x, int y)
      {
        int i = 0;
        for (i = 0; i < x; i++)
        {
          int j = 0;
          for (j = 0; j < y; j++)
          {
            //以下四种等价
            //printf("%d ", p[i][j]);
            //printf("%d ", *(p[i] + j));
            //printf("%d ", *(*(p + i)+j));      //*(p + i)找到这一行的地址
            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} };
        print1(arr,3,5);
        printf("\n");
        print2(arr, 3, 5);
        return 0;
      }

注意:数组名arr,表示首元素的地址,但是二维数组的首元素是二维数组的第一行,所以这里传递的arr,其实相当于第一行的地址,是一维数组的地址,可以用数组指针来接收;这里二维数组的初始化要用两个{}初始化.

解读代码:

int arr[5];              arr是一个5个元素的整型数组
      int* parr1[10];          parr1是一个数组,数组有10个元素,每个元素的类型是int,parr1是指针数组
      int(*parr2)[10];         parr2是一个指针,该指针指向了一个数组,数组有10个元素,每个元素的类型都是int,parr2是数组指针
      int(*parr3[10])[5];([]的优先级比*高,所以parr3先和[]结合成数组)parr3是一个数组,该数组有10个元素,每个元素是一个数组指针,该数组指针指向的数组有5个元素,每个元素是int

四、数组传参和指针传参

1. 数组传参

(1)一维数组传参(以下都可以)

void test(int arr[])
      {}
      void test(int arr[10])
      {}
      void test(int* arr)
      {}
      void test2(int *arr[20])
      {}
      void test2(int **arr)
      {}
      int main()
      {
        int arr[10] = { 0 };
        int arr2[20] = { 0 };
        test(arr);
        test2(arr2);
        return 0;
      }

(2)二维数组传参(以下都可以)

二维数组传参,如果用指针接收,传过去的是第一行的地址,形参就应该是数组指针.

void test(int arr[3][5])
      {}
      void test1(int arr[][5])
      {}
      void test2(int (*arr)[5])
      {}
      int main()
      {
        int arr[3][5] = { 0 };
        test(arr);//二维数组传参
        test1(arr);
        return 0;
      }

2. 指针传参

二级指针传参(以下都可以)

void test(char ** p)
      {}
      //以下的都可以传上来
      int main()
      {
        char c = 'b';
        char* pc = &c;
        char** ppc = &pc;
        char* arr[10];
        test(&pc);
        test(ppc);
        test(arr);
        return 0;
      }

五、函数指针

函数指针:指向函数的指针(存放函数地址的指针)

其中,函数名和&函数名都是函数的地址,没有区别.

(1)下面的int (*pa)(int, int)就是一个函数指针,pa先和 * 结合成一个指针,指针指向一个函数,函数类型都是int,返回类型是int;其中int( * )(int,int)是一个函数指针类型;

int Add(int x, int y)
      {
        return x + y;
      }
      int main()
      {
        int a = 10;
        int b = 20;
        printf("%p\n", &Add);            //&函数名和函数名都是函数的地址
        printf("%p\n", Add);
        int (*pa)(int, int) = Add;      //把Add函数的地址存到pa里面去(指针指向一个函数,函数类型是int,返回类型是int)
        printf("%d\n", (*pa)(2, 3));    //调用函数
        return 0;
      }

(2)

void Print(char* str)
      {
        printf("%s\n", str);
      }
      int main()
      {
        void (*p)(char*) = Print;       //把Print函数的地址存到p里
        (*p)("hello world");            //调用函数
        return 0;
      }

(3)解读代码:

代码1:void(* signal(int, void(*)(int)))(int);

signal是一个函数声明;

signal函数的参数有两个,第一个是int,第二个是函数指针,该函数指针指向的函数参数类型是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的参数是int,返回类型是void;

代码2:(* ( void (*)() ) 0)();

这是一次函数调用;

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;

六、函数指针数组

1. 定义

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,函数指针数组的定义:int (*parr1[10])( );首先parr1和[ ]结合成数组,数组的内容是int ( * )() 类型的函数指针.

2. 函数指针数组的应用 - 转移表

计算器

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 = 0;
        int y = 0;
        int (*p[5])(int x, int y) = { 0,add,sub,mul,div };
        //                       下标:0,1, 2, 3,  4
        int input = 1;
        while (input)
        {
          printf("*************************\n");
          printf(" 1:add             2:sub \n");
          printf(" 3:mul             4:div \n");
          printf("******  0:exit  ********\n");
          printf("请选择:");
          scanf("%d", &input);
          if (input == 0)
          {
            printf("退出计算器\n");
          }
          else if (input >= 1 && input <= 4)
          {
            printf("请输入两个数:\n");
            scanf("%d %d", &x, &y);
            int ret = p[input](x, y);   //这里调用使用 (*p[input])(x, y)也可以
            printf("%d\n", ret);
          }
          else
          {
            printf("输入有误,请重新输入\n");
          }
        }
        return 0;
      }

七、指向函数指针数组的指针

ppfArr 是一个数组指针,指针指向的数组有四个元素;

指向的数组每个元素的类型是一个函数指针 int(* )(int ,int);

int main()
      {
        int arr[10] = { 0 };
        int(*p)[10] = &arr;
        int (*pfArr[4])(int, int);  //pfArr是一个数组--函数指针的数组
        int (*(*ppfArr[4]))(int, int) = &pfArr;  //ppfArr是一个指向函数指针数组的指针
        return 0;
      }

八、指针和数组的练习

数组和指针:

数组 - 能够存放一组相同类型的元素,数组的大小取决于数组的元素个数和元素类型

指针 - 地址/指针变量 ,大小是4/8个字节

数组是数组,指针是指针,二者不等价

数组名是数组首元素的地址,这个地址就可以存放在指针变量中

我们就可以使用指针来遍历数组

数组名

大部分情况下数组名是数组首元素的地址

但是有2个例外:

sizeof(数组名) - 数组名表示整个数组,计算的是整个数组的大小

&数组名 - 数组名表示整个数组,取出的是数组的地址

只要是看见数组名,首先判断是不是上面两个例外;

1. 一维数组

int a[] = {1,2,3,4};
      printf("%d\n",sizeof(a));     // 16
      //sizeof(a)就是数组名单独放在sizeof内部,计算的数组总大小,单位是字节
      printf("%d\n",sizeof(a+0));     // 4/8
      //a+0 是数组首元素的地址
      printf("%d\n",sizeof(*a));      // 4/8
      //首元素的地址
      printf("%d\n",sizeof(a+1));     // 4/8
      //a是数组首元素的地址 -- int*;a+1 跳过1个整型, 是第二个元素的地址
      printf("%d\n",sizeof(a[1]));    // 4
      //一个整型的大小
      printf("%d\n",sizeof(&a));      // 4/8
      //&a - 取出的是整个数组的地址,但是数组的地址也是地址,是地址大小就是4/8字节
      printf("%d\n",sizeof(*&a));     // 16
      //四个整型的大小
      printf("%d\n",sizeof(&a+1));    // 4/8
      //&a -->  int (*)[4],&a+1 跳过一个数组
      printf("%d\n",sizeof(&a[0]));   // 4/8
      //取出首元素的地址
      printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));   // 4/8
      //第二个元素的地址

2. 字符数组

(1)char arr[] = { ‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’ };

printf("%d\n", strlen(arr));
        //随机值,因为不知道\0的位置
        printf("%d\n", strlen(arr + 0));
        //随机值
        //printf("%d\n", strlen(*arr));
        //非法访问
        //printf("%d\n", strlen(arr[1]));
        //'b' - 98 当成地址,形参非法访问
        printf("%d\n", strlen(&arr));
        //随机值
        printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
        //随机值
        printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
        //随机值
        printf("%d\n", sizeof(arr));//6
        printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
        //arr+0是数组首元素的地址 4/8
        printf("%d\n", sizeof(*arr));
        //*arr是首元素的,计算的是首元素的大小 1
        printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
        printf("%d\n", sizeof(&arr));
        //&arr是数组的地址 4/8
        printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
        //&arr + 1跳过一个数组后的地址,4/8
        printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));
        //4/8 第二个元素的地址

(2)char arr[] = “abcdef”;//[a b c d e f \0]

printf("%d\n", strlen(arr));//6
        printf("%d\n", strlen(arr + 0));//6
        //printf("%d\n", strlen(*arr));//err
        //printf("%d\n", strlen(arr[1]));//err
        printf("%d\n", strlen(&arr));//6
        //&arr - char (*)[7]
        printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
        printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//5
        printf("%d\n", sizeof(arr));//7
        printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4/8
        printf("%d\n", sizeof(*arr));//*arr -是数组首元素 1
        //arr[0]   *(arr+0)
        //int sz = sizeof(arr)/sizeof(*arr);
        //int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
        printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
        printf("%d\n", sizeof(&arr));
        //数组的地址,是地址就是4 / 8
        printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//4 / 8
        printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4 / 8

(3)char* p = “abcdef”;

printf("%d\n", strlen(p));    //6
      printf("%d\n", strlen(p + 1));  //5
      //p+1是'b'的地址 
      //printf("%d\n", strlen(*p));//err
      //printf("%d\n", strlen(p[0]));//err
      printf("%d\n", strlen(&p));//随机值
      printf("%d\n", strlen(&p + 1));//随机值
      printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));
      printf("%d\n", sizeof(p));//4 / 8
      printf("%d\n", sizeof(p + 1));
      //'b'的地址,4/8
      printf("%d\n", sizeof(*p));//1
      printf("%d\n", sizeof(p[0]));
      //*(p+0)--'a' 1
      printf("%d\n", sizeof(&p));//
      printf("%d\n", sizeof(&p + 1));
      printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));
      //&p[0]+1是'b'的地址

3. 二维数组

printf("%d\n", sizeof(a));//48 
      //a这个二维数组的数组名单独放在sizeof内部,计算整个数组的大小
      printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));
      //第一行第一个元素,4个字节
      printf("%d\n", sizeof(a[0]));//16
      //a[0] 第一行的数组名,这时数组名单独放在sizeof内部了
      //计算的是数组的大小,单位是字节,16
      printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));//4
      //a[0]不是单独放在sizeof内部,a[0]表示的首元素的地址,即第一行第一个元素的地址 - &a[0][0]
      //a[0] + 1 是第一行第2个元素的地址 &a[0][1]
      printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));
      //a[0][1] 大小是:4个字节
      printf("%d\n", sizeof(a + 1));
      //a作为二维数组的数组名并非单独放在sizeof内部,所以表示首元素的地址
      //二维数组的首元素是第一行,这里的a就是第一行的地址---  int (*)[4]
      //a+1是跳过第一行,指向了第二行
      printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));//16
      //*(a+1)-->a[1]
      printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//4/8
      //&a[0]是第一行的地址
      //&a[0]+1是第二行的地址
      printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));//16  a[1]
      printf("%d\n", sizeof(*a));//16 
      //*a - 就是第一行
      //*a -- *(a+0) -- a[0]
      printf("%d\n", sizeof(a[3]));//16

sizeof不会真的改变()内的值,不会真的实现()内的表达式;

int a = 5;
      short s = 11;
      printf("%d\n", sizeof(s = a + 2));//2
      printf("%d\n", s);//11
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