与指针有关

题记：前两天学Win32 API的时候接触到了句柄，当时就对这个句柄是什么比较好奇，但Windows内核的东西天知道呢，毕竟是C做出来的，再神秘也逃不了C的范畴，就如此文标题一样：与指针有关！这里就再复习下指针吧...

在C语言中几乎可以创建指向任何类型的指针，包括用户自定义的类型。创建结构体指针是极常见的。下面是一个例子： 

 1 typedef struct
 2 {
 3 　　　　char name[21];
 4 　　　　char city[21];
 5 　　　　char state[3];
 6 } Rec;
 7 typedef Rec *RecPointer;
 8 
 9 RecPointer r;
 r=(RecPointer)malloc(sizeof(Rec));

r是一个指向结构体的指针。请注意，因为r是一个指针，所以像其他指针一样占用4个字节的内存。而malloc语句会从堆上分配45字节的内存。*r是一个结构体，像任何其他Rec类型的结构体一样。下面的代码显示了这个指针变量的典型用法： 

 strcpy((*r).name, "Leigh");
 strcpy((*r).city, "Raleigh");
 strcpy((*r).state, "NC");
 printf("%sn", (*r).city);
 free(r);

您可以像对待一个普通结构体变量那样对待*r，但在遇到C的操作符优先级问题时要小心。如果去掉*r两边的括号则代码将无法编译，因为“.”操作符的优先级高于“*”操作符。使用结构体指针时不断地输入括号是令人厌烦的，为此C语言引入了一种简记法达到相同的目的： 

strcpy(r->name, "Leigh");

r->这种写法和(*r).是完全等效的，但是省去了两个字符。

指向数组的指针

还可以创建指向数组的指针，如下所示：

 int *p;
2  int i;
3 
4 p=(int *)malloc(sizeof(int[10]));
5  for (i=0; i<10; i++)  p[i]=0;
6 free(p);

或： 

 int *p;
  int i;
 
 p=(int *)malloc(sizeof(int[10]));
  for (i=0; i<10; i++)  *(p+i)=0;
 free(p);

可见要创建指向整数数组的指针，只需创建一个普通的整数指针即可。调用malloc分配合适的数组空间，然后将指针指向数组的第一个元素。访问数组元素既可以用普通的数组下标也可以用指针运算。C将两种方法视为是等效的。

指向数组的指针这一技巧尤其适用于字符串。您可以为某个特定大小的字符串分配刚好合适的内存。

指针数组

有时声明一 个指针数组可以节省大量内存，或者使得某些内存消耗较大的问题得以解决。下面例子中的代码，声明了一个由10个结构体指针组成的数组，而不是一个结构体数组。否则这个结构体数组将占用243 * 10=2,430字节的内存。使用指针数组可以最大限度减小内存消耗，直到用malloc语句为记录实际分配内存空间。作为此过程的演示，下面的代码只为一个记录分配空间，保存某个值后又将空间释放： 

 1 typedef struct
 2 {
 3 　　　　char s1[81];
 4 　　　　char s2[81];
 5 　　　　char s3[81];
 6 } Rec;
 7 Rec *a[10];
 8 
 9 a[0]=(Rec *)malloc(sizeof(Rec));
 strcpy(a[0]->s1, "hello");
 free(a[0]);

包含指针的结构体

结构体可以包含指针，如下所示： 

 1 typedef struct
 2 {
 3 　　　　char name[21];
 4 　　　　char city[21];
 5 　　　　char phone[21];
 6 　　　　char *comment;
 7 } Addr;
 8 Addr s;
 9  char comm[100];
 
 gets(s.name, 20);
 gets(s.city, 20);
 gets(s.phone, 20);
 gets(comm, 100);
 s.comment=(char *)malloc(sizeof(char[strlen(comm)+1]));
 strcpy(s.comment, comm);

 

只有当评论框里包含有评论的记录时，这一技巧才是有用的。如果没有评论记录，评论框里只包含一个指针（4个字节）。包含评论的记录会分配恰到好处的空间，保存评论的的字符串，这取决于用户输入的字符串的长度。

 

指向指针的指针 

创建一个指针，使它指向另一个指针，这是可能的，而且常常也是必要的。这一技术有时被称为句柄。在某些情况下，操作系统需要有自主移动堆上的内存块的能力，这时就要用到此技术。下面是一个指针的例子，它指向了另一个指针：

 1 int **p; 
 2  int *q; 
 3  
 4 p = (int **)malloc(sizeof(int *)); 
 5  *p = (int *)malloc(sizeof(int)); 
 6  **p = 12; 
 7 q = *p; 
 8 printf("%dn", *q); 
 9 free(q); 
 free(p); 

 

Windows和Mac OS使用这种结构支持堆上的内存压缩。应用程序使用指针p，而操作系统负责管理指针*p。因为控制了*p，所以操作系统可以移动*p指向的内存块(**p)，并将*p指向新地址，而这一切不会影响使用p的应用程序。在C中，这种指向指针的指针，还常常用于处理函数的指针参数。

指向包含指针结构体的指针

创建一个指针，使它指向一个包含指针的结构体，这也是可能的。下例的代码使用了上一节的Addr记录类型：

 1 typedef struct 
 2 { 
 3 　　　　char name[21]; 
 4 　　　　char city[21]; 
 5 　　　　char phone[21]; 
 6 　　　　char *comment; 
 7 } Addr; 
 8 Addr *s; 
 9  char comm[100]; 
  
 s=(Addr *)malloc(sizeof(Addr)); 
 gets(s->name, 20); 
 gets(s->city, 20); 
 gets( s->phone, 20); 
 gets(comm, 100); 
 s->comment=(char *)malloc(sizeof(char[strlen(comm)+1])); 
 strcpy(s->comment, comm); 

指针s指向一个结构体，此结构体又包含一个指向字符串的指针：

 

本例中，如果不小心很容易将内存块丢失。例如下面的代码：

 s=(Addr *)malloc(sizeof(Addr)); 
 gets(comm, 100); 
 s->comment=(char *)malloc(sizeof(char[strlen(comm)+1])); 
 strcpy(s->comment, comm); 
 free(s); 

因为包含指向字符串指针的结构体先于字符串被释放，所以此程序产生了一个内存块泄漏，如下所示：

 

链接

最后，我们可以创建一种能够指向同类型结构体的结构体，这样就可以链接起一整串同类型的记录，构成一种称为链表的数据结构。

 typedef struct 
 { 
 　　　　char name[21]; 
 　　　　char city[21]; 
 　　　　char state[21]; 
 　　　　Addr *next; 
 } Addr; 
 Addr *first; 

这是可以通过编译的。利用上面的代码，再加上一点编程经验，您就可以创建如下的数据结构：

例 ： 输入若干字符串，统计其中"China"字符串出现的次数（使用指向指针的指针）。
程序可以使用malloc函数动态定义数组：首先动态定义指针数组，并让指向指针的指针pArray指向该数组。然后在循环过程动态定义字符数组，并将每个字符数组的指针保存在前面定义的指针数组中。
统计"China"字符串次数的方法很简单，只要利用循环，用strcmp比较并累加即可。
统计过程结束后，先释放每个字符数组，再释放指针数组。注意这个过程不能颠倒，否则会丢失字符数组指针的信息。

 

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <string.h>
 3 
 4  char **DefinePointerArray (int n);
 5  char *DefineCharArray (int n);
 6  void FreePointerArray (char **p); 
 7  void FreeCharArray (char *p); 
 8 
 9  int main()
10 {
11 　　　　char **pArray, t[100];
12 　　　　int i, nCount, nLen, nChinaCount=0;
13 　　　　/*输入字符串个数*/
14 　　　　printf("\nPlease input number of the strings: ");
15 　　　　scanf("%d",&nCount);
16 　　　　/*定义动态指针数组，返回数组的指针*/
17 　　　　pArray= DefinePointerArray (nCount); 
18 
19 　　　　/*输入多个字符串*/
20 　　　　printf("Please input strings: \n");
21 　　　　for(i=0;i<nCount;i++)
22 　　　　{
23 　　　　　　　　scanf("%s",t);
24 　　　　　　　　nLen=strlen(t);
25 　　　　　　　　/*定义长度为nLen+1的动态char型数组，
26 　　　　　　　　数组首地址存入指针数组pArray [i]。
27 　　　　　　　　nLen+1是因为包括了字符串结束符*/
28 　　　　　　　　pArray [i]=DefineCharArray (nLen+1); /*pArray [i]等价于*(pArray+i)*/
29 　　　　　　　　/*将临时字符数组t里的内容拷贝到pArray[i]对应的字符数组*/
30 　　　　　　　　strcpy(pArray [i],t);
31 　　　　}
32 　　　　/*统计"China"字符串的个数*/
33 　　　　for(i=0;i<nCount;i++)
34 　　　　{
35 　　　　　　　　if(strcmp("China", *(pArray+i))==0)
36 　　　　　　　　nChinaCount++;
37 　　　　}
38 　　　　printf("There are %d 'China'.", nChinaCount);
39 
40 　　　　/*先释放指针数组pArray[i]对应的字符数组*/
41 　　　　for(i=0;i<nCount;i++)
42 　　　　FreeCharArray (pArray[i]); 
43 
44 　　　　/*释放指针数组pArray*/
45 　　　　FreePointerArray (pArray); 
46 　　　　return 0;
47 }
48 
49  /*定义动态的指针数组，返回指针数组的首地址*/
50  char **DefinePointerArray (int n) 
51 {
52 　　　　return (char **) malloc(n*sizeof(char*));
53 }
54 
55  /*定义动态的字符数组，返回字符数组的首地址*/
56  char *DefineCharArray (int n) 
57 {
58 　　　　return (char *) malloc(n*sizeof(char));
59 }
60 
61  /*释放动态指针数组*/
62  void FreePointerArray (char **p) 
63 {
64 　　　　free((void*)p);
65 }
66  /*释放动态字符数组*/
67  void FreeCharArray (char *p) 
68 {
69 　　　　free((void*)p);
70 }