C指针系列二

一、函数调用——传址

      函数调用中将数组作为参数进行传递，此时，它和指针的关系变得很微妙。我们应该要弄明白调用时到底传递的是什么。首先分析下面的简单代码：

int array[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
void print( int a[] ) {
    int i = 0;
    for(; i < sizeof(a)/sizeof(a[0]); ++i)
        printf(“%d  ”, a[i]);
}
int main()
{
    print(array);
    return 0;
}

　　调用print(array)时打印出来的结果是1(而我们的预想结果是1 2 3 4 5), n = sizeof(a)/sizeof(a[0])是一种常用的表示数组元素个数的方法。之所以没有打印预料的结果，是因为将数组作为实参调用函数时，所做的工作仅仅是在栈中开辟一个4字节的空间，用来存放数组首元素地址的副本。故此时的a仅是个指向array[0]的指针，sizeof(a) /sizeof(a[0])=1，ok…问题解释完毕!!!

　　刚才啰嗦的半天得到的结论是：数组作为实参传递时，传递的只是一个指针(数组首元素地址的副本)，不管你的函数形式是如下哪一种：

　　　　　　　　void print( int a[] )    void print( int *a )---------两种形式等价

这就决定了我们在C/C++中传递数组时必须带上一个n(表示数组元素个数)，故函数print正确的形式是void print( int *a, int n)或void print(int a[], int n)。

谈到这里我们马上想到了一个例外——如果我们想将一个字符串中的所有字符转换为大写的(这里假设字符串的字符全是小写字符)，代码应该是这样：

void UpperCase( char str[] ){
    int i = 0;
    while( str[i] != ‘\0’ )
        str[i++] -= (‘a’-‘A’);
} 

　　这里没有添加一个形参n去表示字符串长度，难道传递的是整个数组而不是指针???其实，这里传递的也只是字符数组首元素的地址而已，之所以不需要指定数组的长度，是因为字符数组有个结尾标识符’\0’，即隐含的传递了数组大小的信息。基于这个思想我们可以修改上面的情况——假设要打印出5个童鞋的英语成绩(不可能为负，故添加-1作为结束符)：

int array[5] = {1, 2, 3, 4, 5, -1};//末尾添加了一个标识
void print( int a[] ) {//这里不用传递数组大小n
    int i = 0;
    while( a[i] != -1)                
            printf(“%d  ”, a[i]);
}

　　上面谈到的情形——将数组作为实参进行传递的时候，具体传递了什么——虽然不复杂，但还是应该弄清楚的好，至少它体现了C/C++设计思想的一个很小的部分。java和pyhton舍弃了指针，用引用替代之；java中的数组或是python中的列表都被视为对象，即它们都对数组或列表进行了封装，并提供了一些有用的属性(如数组的长度信息)，加上以引用的方式进行传递，使得操作更加便利(至少不需要传递一个表示数组大小的参数)。C++中的数组是内置型，操作方式和C中的一样，故大家更倾向于使用vector。

二、指针的应用 

(1)指针数组

 　　下面先列出几个看起来有点复杂的声明，再聊聊指针数组及多级指针

      　　　　int *a[5];//声明a为指针数组

  　　　　　 int **b[5];//声明b为指针数组

                      int ***c[5];//声明c为指针数组

 　　a,b和c都是指针数组，只是数组元素不同；a中的元素是指向int型变量的指针，b中的元素是指向int*型变量的指针，同理，c中的元素是指向int**型变量的指针。谈到二级指针或是更高级的指针时，很抽象的赶脚啊!!!其实多级指针没有多维数组来的抽象，不管是多少级的指针，它都只是一个4个字节的变量，用来存放其它变量的地址而已，不要将其视为一个多么可怕的潘多拉盒子。下面的赋值完全正确:

           int ***p = NULL;

           int *pi = &p;//ok…编译器最多就是给出一个警告，不想看到的警告的话就强制性转换吧!!!

      一点也不神秘嘛。。。只要让类型匹配(逃过编译器的法眼)，指针随你怎么操作，前提是你的脑子里面必须有张很清晰的内存分布图。下面摆出一个动态创建二维数组的模板程序(更高维的依此类推)

int main()
{
    int **p = NULL;//记得初始化，Don’t be a slacker!!!
    int i, j;
    int m, n;
    scanf(“%d %d”, &m, &n);//动态创建m*n二维数组
    if((p = (int **)malloc( sizeof(int*)*m )) != NULL){//作为一个合格的程序员不要忘了这步!!!
        for(i=0; i<m; ++i){
            if((p[i] = (int*)malloc( sizeof(int)*n))!= NULL){
                memset(p[i], 0, sizeof(int)*n);//如果最后的结果全是垃圾数据时应该想起这步!!!
            }
        }
    　　for(i=0; i<m; ++i){
        　　for(j=0; j<n; ++j)
            　　scanf("%d", &p[i][j]);
   　　 }
    　　//具体的数据处理操作
    　　//...
    　　for(i=0; i<m; ++i)
        　　free(p[i]);//忘了这步真是活该没有妹子要!!!
    　　free(p);
    }
    return  0;
}

(2)数组指针

　　先摆上一个程序题，来引出后面的话题：

#include <stdio.h>
int main( void )
{
    int a[5][10];
    printf(“%d  %d\n”, a+1, &a+1 );//假设a的值是1310000!!!
    return  0;
}

　　暂且搁置一个这个题目，下面来讨论数组指针和二维数组的关系，了解这层关系之后，使用二维数组就会容易的多。。。就从数组指针的声明形式开始吧!!!

     　　　　　　 int (*a)[5];//声明a为数组指针

     　　　　　　 int p[5][5];//作对比之用

 两者都是定义了元素个数为5的数组(每个元素又是一个数组)，可以将a和p视为等价, 看看下面两者的关系图。

                           

　　要弄明白一个指针指向的数据类型，最好的办法是对其进行加减操作。a进行加1操作跳过的字节数=sizeof(int)*5, a加1跳过的是一个元素个数为5的数组耶，故a是一个数组指针，指向的是一个数组而不是一个int型变量；同样的方法来分析&p, p和*p。三者的值是一样的(存放的是相同的地址)，但是三者代表的含义不同。&p加1操作后跳过的字节数=sizeof(int)*5*5，表示&p指向的是一个5行5列的int型二维数组；而p加1操作后跳过的字节数=sizeof(int)*5,表示p指向的是一个元素个数为5的int型一维数组(和a一样)；*p加1后跳过的字节数=sizeof(int),表示*p指向的是一个int型变量。同样的数据类型可以直接赋值咯！！！ok…下面这么写绝对没有错：

　　　　int (*a)[5];

　　　　int p[5][5];

　　　　a = p;//都是指向一个拥有5个元素的int型数组

到这里就可以轻松的将上面那道程序题解出来了。。。。

 　　遵循上面谈到的内容，考虑二维数组作为实参进行传递的时候，传递的是什么东东???传递的也是p的一个副本(也可以说是*p或&p的值的一个副本，因为三者的值都相同)，告诉起始地址还不够，必须加上元素个数n，是一维的个数还是二维的个数呢???先看看下面代码之后在继续闹吧…

#include <stdio.h>
void print( int (*a)[5], int n ){//写成print( int a[][], int m, int n)行不???
    int i, j;
    for(i=0; i<n; ++i){
        for(j=0; j<5; ++j)
            printf("%d ", a[i][j]);
        printf("\n");
    }
}
int main()
{
    int p[2][5] = {{1,2,3,4,5}, {6,7,8,9,10}};
    print(p, 2);
    return 0;
}