12.C语言提高（二）

1.二维数组的本质

二维数组的本质是一个数组指针，放宽来说多维数组的本质也是一个数组指针

int arr[i][j]

(arr+i)代表第i行的地址 二级指针
*(arr+i)代表第i行首元素的地址 一级指针 ,第i行地址和第i行首元素地址虽然是相同的
但是指针的表示形式不同
*(arr+i)+j == arr[i][j] 代表第i行第j列元素的地址
((arr+i)+j) 代表第i行第j列元素的值

二维数组与指针.png

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void main() {
    int arr[3][5];
    int i = 0;
    int j = 0;
    int temp = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 5; j++) {
            arr[i][j] = temp++;
        }
    }
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 5; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        } 
    }
    printf("\n");
    //观察这两行打印，看地址有什么特点，arr+1相对于arr移动了
    //20，这刚好等于二维数组一行的字节数（5*4（一个int4个字节））
    printf("arr %d,arr+1 %d\n",arr,arr+1);
    //&arr+1相对于&arr移动了60个字节，刚好等于一个二维数组
    //的总字节数（5*4*3）
    printf("&arr %d,&arr+1 %d\n",&arr,&arr+1);

    //定义一个指向数组的指针变量,指向以int[5]为元素的二维数组
    int(*p)[5];

    //指向arr
    p = arr;

    //打印，你会发现p[i][j]和arr[i][j]打印结果是一样的，其实二维数组的本质
    //就是一个数组指针，arr和p是等价的
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        for (j = 0; j < 5; j++) {
            printf("%d ", p[i][j]);
        }
    }

    //(arr+i)代表第i行的地址   二级指针
    //*(arr+i)代表第i行首元素的地址  一级指针  ,第i行地址和第i行首元素地址虽然是相同的
    //但是指针的表示形式不同
    //*(arr+i)+j   == arr[i][j]  代表第i行第j列元素的地址
    //*(*(arr+i)+j) 代表第i行第j列元素的值
    system("pause");
}

2.数组做函数参数的退化问题

1.C语言中只会以机械式的值拷贝方式传递参数（实参把值传递给形参）。

下边两个方法参数不同，但是打印结果是相同的，sizeof(数组)得到的值都是4，为什么？一个char 一个int，这是因为一维数组做函数参数会退化为一个一维指针，所以结果是一样的，解释一下C语言中只会以机械式的值拷贝方式传递参数这句话，当一个数组作为地址传递到一个方法中，实参向形参传递值的时候，并没有在内存中重新创建一个数组，将数组元素一个一个拷贝进去，而是将实参数组的地址传递给了形参，形参也指向了那个数组，这就是值传递，地址值的传递

原因：c语言的高效性体现在这里，这样做更高效

int fun(char a[20],size_t b){
    printf("%d  %d",b,sizeof(a));
}

int fun(int a[20],size_t b){
    printf("%d  %d",b,sizeof(a));
}

2.二维数组做参数

//一维数组做参数退化过程
void fun(int a[5])   ---> void fun(inta[]) ---> void fun(int *a)
//二维数组做参数退化过程
void fun(int a[3][5]) ---> void fun(int a[][5]) --->void fun(int (*a)[5])

数组做函数参数的等效性

一维数组 char a[30] 等价的指针参数 char*a
指针数组 char *a[30] 等价的指针参数 char *a
二维数组 char a[20][30] 等价的指针参数 char(a)[30]

4.三种判断字符串到达结尾的方式

'\0' 数字0 NULL都可以作为判断字符串结尾的方式，原因在于stdlib.h中有这样的定义

NULL定义.png

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>


void main() {
    char *a[5] = {
        "helloe",
        "world",
        "\0"
    };

    char *b[5] = {
        "today",
        "yesterday",
        0
    };

    char *c[5] = {
        "good",
        "bad",
        NULL
    };

    for (int i = 0; a[i] != NULL;i++) {
        printf("%s", a[i]);
    }

    printf("\n");
    for (int i = 0; b[i] != NULL; i++) {
        printf("%s", b[i]);
    }
    printf("\n");
    for (int i = 0; c[i] != NULL; i++) {
        printf("%s", c[i]);
    }
    system("pause");
}

5.结构体做形参和结构体指针做形参

看下边的函数，为什么通过结构体赋值失败，而通过结构体指针就成功了，我来画一下内存结构示意图，就明白了

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct Worker {
    char *name;
    int age;
    int id;
} Worker;


void copy(Worker from,Worker to){
    to = from;
}

void copy2(Worker *from, Worker *to) {
    *to = *from;
}
void main() {
    Worker w1 = {"zhangsan",12,1};

    Worker w2;
    Worker w3;
    //通过等号，会将结构体中的值拷贝到w2中
    w2 = w1;
    printf("w2.name=%s", w2.name);

    //通过函数进行赋值
    //copy(w1, w3);
    //运行直接报错。使用了未初始化的局部变量w3，但是在copy函数中
    //我们已经赋值了
    //printf("w3.name=%s", w3.name);

    //换一种方式，通过传递结构体指针,打印成功
    copy2(&w1,&w3);
    system("pause");
}

针对第一个copy函数
结构体通过等号赋值，做的是内存中值的拷贝，不是地址，这一点要和数组做形参区别开。因为是值拷贝，所以w2赋值给to之后，二者在除了值相同，是没有联系的，to的改变不会影响到w2，所以打印w2失败

结构体变量做形参.png

针对第二个copy2函数

结构体指针做形参.png

6.结构体做参数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct Worker {
    char *name;
    int age;
    int id;
} Worker;

void printWorker(Worker *worker, int num) {
    for (int i = 0; i < num; i++) {
        //printf("age:%d\n", (*(worker+i)).age);
        //printf("age:%d\n", (worker + i)->age);
        printf("age:%d\n", worker[i].age);
    }
}

void sortWorker(Worker *worker, int num) {
    int i, j;
    Worker tmp;
    for (i = 0; i < num; i++) {
        for (j = i + 1; j < num; j++) {
            /*if ((worker + i)->age > (worker + j)->age) {
                tmp = *(worker + i);
                *(worker + i) = *(worker + j);
                *(worker + j) = tmp;
            }*/
            if (worker[i].age >worker[j].age) {
                tmp = worker[i];
                worker[i] = worker[j];
                worker[j] = tmp;
            }
        }
    }
}

void main() {
    int i = 0, num = 3;
    Worker Array[3];
    for (i = 0; i < num; i++) {
        printf("请输入age:");
        scanf("%d", &(Array[i].age));
    }
    printf("\n排序前\n:");
    printWorker(Array, num);
    sortWorker(Array, num);
    printf("\n排序后\n:");
    printWorker(Array, num);
    system("pause");
}

7.结构体二级指针做参数

注意三个createWorker方法

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct Worker {
    char *name;
    int age;
    int id;
} Worker;

Worker *createWorker1(int num) {
    Worker *tmp = (Worker*)malloc(sizeof(Worker)*num);
    if (tmp == NULL) {
        return NULL;
    }
    return tmp;
}

int createWorker2(Worker **worker, int num) {
    Worker *tmp = NULL;
    tmp = (Worker*)malloc(sizeof(Worker)*num);
    if (tmp == NULL) {
        return -1;
    }
    //这样做的效果是让二级指针Worker **worker指向了tmp,并没有改变
    //Worker *pWorker这个指针的指向，可以分析一下，但函数执行时，定义了一个
    //二级指针worker指向了Worker *pWorker，worker = &tmp这样操作改变的只是
    //临时变量worker,对pWorker没有影响，所以后边操作pWorker导致崩溃
    worker = &tmp;
    return 0;
}

int createWorker3(Worker **worker, int num) {
    Worker *tmp = NULL;
    tmp = (Worker*)malloc(sizeof(Worker)*num);
    if (tmp == NULL) {
        return -1;
    }
    *worker = tmp;
    return 0;
}

void printWorker(Worker *worker, int num) {
    for (int i = 0; i < num; i++) {
        //printf("age:%d\n", (*(worker+i)).age);
        //printf("age:%d\n", (worker + i)->age);
        printf("age:%d\n", worker[i].age);
    }
}

void sortWorker(Worker *worker, int num) {
    int i, j;
    Worker tmp;
    for (i = 0; i < num; i++) {
        for (j = i + 1; j < num; j++) {
            /*if ((worker + i)->age > (worker + j)->age) {
            tmp = *(worker + i);
            *(worker + i) = *(worker + j);
            *(worker + j) = tmp;
            }*/
            if (worker[i].age >worker[j].age) {
                tmp = worker[i];
                worker[i] = worker[j];
                worker[j] = tmp;
            }
        }
    }
}
void main() {
    int i = 0, num = 3;
    Worker *pWorker = NULL;
    //在堆内存中申请空间返回内存地址
    //pWorker = createWorker1(num);
    //createWorker2(&pWorker, num);
    createWorker3(&pWorker, num);
    for (i = 0; i < num; i++) {
        printf("请输入age:");
        scanf("%d", &(pWorker[i].age));
    }
    printf("\n排序前\n:");
    printWorker(pWorker, num);
    sortWorker(pWorker, num);
    printf("\n排序后\n:");
    printWorker(pWorker, num);
    system("pause");
}

8.练习，将前两个内存中的元素拷贝到一个新的二级指针指向的空间，并排序

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/*
把第一种内存模型第二种内存模型结果copy到第三种内存模型中，并排序打印
*/
int sort(char **myp1, int num1, char(*myp2)[30], int num2, char ***myp3, int *num3) {
    char **p3 = NULL;
    int i = 0, j = 0, k = 0;
    int tmplen = 0;
    char *tmpP = NULL;
    //p3指向的内存空间用于接收指向两个数组的值，所以他的大小应该是前两个空间的和
    p3 = (char **)malloc((num1 + num2) * sizeof(char*));
    if (p3 == NULL) {
        return -1;
    }

    //将第一个数组的值拷贝到申请的空间中
    for (i = 0; i < num1; i++) {
        //得到myp1指向的第i个元素的长度（+1是结束符空间）
        tmplen = strlen(myp1[i]) + 1;
        //开辟等长的空间
        p3[i] = (char *)malloc(tmplen * sizeof(char));
        //拷贝到开辟的空间中
        strcpy(p3[i], myp1[i]);
    }
    printf("i = %d\n", i);
    //同样道理拷贝myp2
    for (j = 0; j < num2; j++,i++){
        tmplen = strlen(myp2[j]) + 1;
        p3[i] = (char *)malloc(tmplen * sizeof(char));
        if (p3[i] == NULL) {
            return -3;
        }
        strcpy(p3[i], myp2[j]);
    }

    //排序
    tmplen = num1 + num2;
    //*num3 = num1+num2;
    for (i = 0; i < tmplen; i++) {
        for (j = i + 1; j < tmplen; j++) {
            if (strcmp(p3[i], p3[j]) > 0) {
                tmpP = p3[i];
                p3[i] = p3[j];
                p3[j] = tmpP;
            }
        }
    }

    //间接赋值
    *num3 = tmplen;
    *myp3 = p3;
    return 0;
}

void sortFree1(char **p, int len) {
    int i = 0;
    if (p == NULL) {
        return;
    }
    for (i = 0; i < len; i++) {
        free(p[i]);
    }
    free(p);
}

/*
    把二级指针指向的二维内存释放掉，同时间接修改了实参的值
*/
void sortFree2(char ***myp,int len) {
    int i = 0;
    char **p = NULL;
    if (myp == NULL) {
        return;
    }
    //还原成二级指针
    p = *myp;
    if (p == NULL) {
        return;
    }
    for (i = 0; i < len; i++) {
        free(p[i]);
    }
    //间接赋值是指针存在的最大意义
    *myp = NULL;
}
void main() {
    int ret = 0;
    char *p1[] = {"aaaaaaa","cccccc","bbbbbb"};
    char buf2[10][30] = {"11111","333333","222222"};
    char **p3 = NULL;

    int len1, len2, len3=0, i = 0;
    len2 = 3;
    len1 = sizeof(p1) / sizeof(*p1);
    printf("len1=%d", len1);
    ret = sort(p1, len1, buf2, len2, &p3, &len3);
    if (ret != 0) {
        printf("func sort err:%d \n",ret);
        return ret;
    }
    for (i = 0; i < len3; i++) {
        printf("%s\n", p3[i]);
    }

    system("pause");
}