指针的应用

一.数组与指针

　1.指针数组（存放指针的数组）

　　例如：char *p[10]; float *p[10];int * q[4][3];

　　♦ 一个数组，及其元素均为指针类型的数据——指针数组

　　　一维指针数组：类型名 数组名[数组长度]；

　　　二维指针数组：类型名 数组名[行][列]；

　　　• 一维数值指针数组：

　　　　　int array[8]  = {1,2,3,4,5,6,7,8};

　　　　　int *p[6] = {&array[0],&array[1],&array[2],&array[3]};

　　　　　p[4] = &array[4];

　　　　　p[5] = &array[5];

　　　• 二维数值指针数组：

　　　　　int *a[2][3];

　　　　　a[0][1] = &array[0];

　　　• 指针数组与字符串的联系：

　　　　　char *name[2] = {"hello","world"};

　　　　　name[0] = "hello";

　　　　　name[1] = "world";

　　　　数组中存放的是字符串的首地址，而不是字符串。

//指针数组
#include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    char *name[] = {"Follow me","BASIC","Grate Wall"};
    int i;
    for(i = 0;i < 3;i++)
    {
        printf("%s",name[i]);
    }
    return 0;
}

　2.数组元素指针（指向数组元素的指针）

　　♦ 数组元素在内存中分配的地址——数组元素的指针

　　　• 定义一个指向数组元素的指针

　　　　　int a_1[10];

　　　　　int a_2[5][5];

　　　　　int *p,*q;

　　　　　p = &a_1[0];　　//一维数组元素的指针

　　　　　q = &a_2[1][1];　　//二维数组元素的指针

　　　• 在C语言中，设定一维数组名代表了数组第一个元素的地址。

　　　　　int array[5];

　　　　　int *p;

　　　　　p = array[0];　　等价于　　p = array;

　　　• 引用数组元素

　　　　1.下标法：array[1];

　　　　2.指针法：*(p + i);或*(array+i);

　　　　　• array为数组的首地址是一个常量，不能进行array++或++array操作。

　　　　　• p是变量，其值为array数组的首地址，可以进行++操作。

//采用指针法引用数组元素
#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
    int a[5],i,*pa,*pb;
    pa = a;    //数组名代表数组首地址
    pb = &a[0];    //数组的第一个元素的地址也代表数组首地址
    for(i = 0;i < 5;i++)
    {
        a[i] = i;
        printf("a[%d] = %d\n",i,a[i]);    //0 1 2 3 4
        printf("a[%d] = %d\n",i,*(a+i));    //0 1 2 3 4
        printf("a[%d] = %d\n",i,*(pa+i));    //0 1 2 3 4
        printf("a[%d] = %d\n",i,*pb++);    //0 1 2 3 4
    }
    //printf("a[%d] = %d\n",i,a++);    //a为常量，不能进行++操作
    return 0; 
}

 　3.数组指针（行指针）（指向数组的指针）

　　♦ 数组元素在内存中的起始地址——数组元素的指针

　　　• 定义一个数组元素的指针

　　　　　int a[10]  = {1,2,3,4};

　　　　　int *p = a;　　//p为数组元素的指针

　　　• 数组在内存中的起始地址称为数组的指针

　　　　　int a[10] = {1,2,3,4};

　　　　　int (*q)[10]  = &a;　　//q为指向数组的指针

　　　　　a为一维数组名，代表数组第一个元素的指针。

　　　　　&a：对a取地址，代表将整个数组当做一个整体，将这个地址付给q——数组指针。

//数组指针
#include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    int a[5] = {1,2,3,4,5};
    int (*p)[5]  = &a;    //定义一个一维数组，指向一个一维数组
    printf("%d\n",*((int *)(p+1)-1));    //5,p+1移动整个数组的长度
    return 0;
}

　　　• 指向二维数组的数组指针

　　　　　int a[3][4] = {{1,3,2,4},{5,6,7,34},{5,9,6,8}};

　　　　　int (*p)[4] = a;

　　　　　p等价于指向二维数组第0行，可完全替代a的作用。

　　　• 二维数组名

　　　　　• 二维数组名是一个二级指针

　　　　　• a代表了二维数组第0行的行地址

　　　　　• a+1代表了第一行的行地址

　　　　　• *(a+1)代表了第1行第0列元素的地址

　　　　　• *(a+1)+2代表了第1行第2列元素的地址

　　　　　• *(*(a+1)+2)代表了第1行第2列元素

　　　• 多维数组与指针

表示形式	含义
a	数组名，指向一维数组a[0],即0行首地址
a+1、&a[1]	1行首地址
*(a+0)、*a、a[0]	0行0列元素地址
*(a+1)、(*(a+1)+0)、a[1]	1行0列元素a[1][0]的地址
*(a+1)+2、a[1]+2、&a[1][2]	1行2列元素a[1][2]的地址
*(a[1]+2)、*(*(a+1)+2)、a[1][2]	1行2列元素a[1][2]的值

//数组指针
#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
    int a[3][5]={
                　　{1,2,3,4,5},
                　　{6,7,8,9},
                　　{14,12,23,66}
                };
    int i,j;
    int (*p)[5] = a;    //定义一个数组指针指向一个二维数组
    for(i = 0;i < 5;i++)    //采用数组指针打印二维数组的第一行
        printf("%d\n",*(p[0]+i));
    for(i = 0;i < 5;i++)    //采用数组指针打印二维数组的第二行
        printf("%d\n",*(p[1]+i));
    for(i = 0;i < 3;i++)    //采用数组指针打印二维数组的全部内容
    {
        for(j=0;j<5;j++)
        {    
            printf("%d\t",*(p[i]+j));
            if(j == 4)
                printf("\n");
        }
    }
    return 0;
}

二.函数与指针

　1.指针作函数参数

　　• 指针变量作函数的参数

//指针作函数的参数
#include <stdio.h>

int exchange1(int p1,int p2)
{
    int temp;
    temp = p1;
    p2 = p1;
    p2 = temp;  
}

int exchange2(int *p1,int *p2)
{
    int temp;
    temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    int a,b;
    scanf("%d %d",&a,&b);    //a = 9,b = 3
    if(a > b)
        //exchange1(a,b);    //a = 9,b = 3
        exchange2(&a,&b);    //a = 3,b = 9
    printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
    return 0;
}

　　• 一维数组名作函数的参数

//一维数组名作函数的参数
#include <stdio.h>

// int max(int a[],int num)    //数组作形参时，无需指定下表
int max(int *a,int num)    //数组名作形参时，将演变为指针
{
    int i,max;
    max = a[0];
    for(i = 0;i  < num;i++)
    {
        if(a[i] > max)
            max = a[i];
    }
    printf("a_len = %d\n",sizeof(a));    //a_len = 4
    return max;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    int a[5] = {4,7,9,6,5};
    printf("max = %d\n",max(a,5));    //max = 9
    return 0;
}

　　　　　• 数组名作形参时，无需指定其下标。

　　　　　• 数组名作形参时，将演变为指针。

　　• 二维数组名作函数的参数

//一维数组名作函数的参数
#include <stdio.h>

// int max(int a[][3],int x,int y)    //二维数组名作形参时，行可以不写出来，列必须写出来
int max(int (*a)[3],int x,int y)    //数组指针作形参，完全等价于二维数组的应用
{
    int i,j,max;
    max = a[0][0];
    for(i = 0;i  < x;i++)
    {
        for(j = 0;j < y;j++)
        {
            if(a[i][j] > max)
                max = a[i][j];
        }
    }
    printf("a_len = %d\n",sizeof(a));    //a_len = 4
    return max;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    int a[2][3] = {
                    {4,7,9},
                    {11,6,5}
                  };
    printf("max = %d\n",max(a,2,3));    //max = 11
    return 0;
}

　　　　　• 二维数组名作参数，行可以不写出来，列必须写出来。

　　　　　• 数组指针作形参，完全等价于二维数组的应用。

　2.指针作函数返回值

　　　• 返回指针值的函数，一般定义形式：类型名 *函数名（参数列表）；例如：int *fun(int x,int y);

　　　• 在调用时要先定义一个适当的指针来接收函数的返回值，这个适当的指针其类型应为函数返回指针所指向的类型。

　　　　　char *pc = NULL;

　　　　　pc = (char *)malloc(100 * sizeof(char));　　//表示分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量pc

　3.指向函数的指针（函数指针）

　　♦ 一个函数在编译时被分配一个入口地址，这个地址就称为——函数的指针。

　　　　• 函数名代表函数的入口地址。

　　　　• 指向函数指针变量的定义格式：int (*p)(int,int);

　　　　　　例如：int (*p)(int,int);

　　　　　　　　　p = max;　　//将函数的入口地址赋给函数指针变量p

　　　　　　　　　c = (*p)(a,b);　　//调用max函数

　　　　　　• 说明：

　　　　　　　　• p不是固定指向哪个函数的，而是专门用来存放函数入口地址的变量，在程序中把哪个函数的入口地址赋给他，它就指向哪个函数。

　　　　　　　　• p不能像指向变量的指针变量一样进行p++、p--等无意义的操作。

　　♦ 函数指针的应用——回调函数（钩子函数）

　　　　• 函数指针变量常见的用途之一是把指针作为参数传递到其它函数。

　　　　• 指向函数的指针也可以作为参数，以实现函数地址的传递，这样就能够在被调用的函数中使用实参函数。

//函数指针
//process称为回调函数，process并没有直接调用max、min、add函数，而是通过fun函数指针接收相应函数首地址，进行调用，调用后把结果返回给主调函数main
#include <stdio.h>

int max(int x,int y)
{
    return x>y?x:y;
}

int min(int x,int y)
{
    return x<y?x:y;
}

int add(int x,int y)
{
    return x+y;
}

int process(int x,int y,int (*fun)(int ,int ))    //回调函数
{
    int result;
    result = (*fun)(x,y);
    return result;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    int a,b,result;
    
    printf("input a and b:");
    scanf("%d %d",&a,&b);
    
    result = process(a,b,max);
    printf("max = %d\n",result);
    
    result = process(a,b,min);
    printf("min = %d\n",result);
    
    result = process(a,b,add);
    printf("add = %d\n",result);
    return 0;
}

三.其它特殊指针

　1.main函数带参　　./a.out hello peter ……

　　　• main函数可以接收来自操作系统或者其它应用传递的参数。

　　　• int main(int argc,char *argv[])

　　　• 说明：

　　　　　• argc代表参数的个数

　　　　　• argv存放各参数首地址（系统把每个参数当作一个字符串放在系统缓冲区，把首地址放在指针数组中）

　　　　　• ./a.out hello peter …… 依次存放在argv[0] argv[1] argv[2] …… 中

//main函数传参
//如执行    ./a.out hello lucy
//输出：
// argc = 3
// argv[0] = ./a.out
// argv[1] = hello
// argv[5] = lucy

#include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    int i;
    printf("argc = %d\n",argc);
    for(i = 0;i < argc;i++)
        printf("argv[%d] = %s\n",i,argv[i]);
    return 0;
}

　2.指向指针的指针　　char **p

　　♦ 一个变量有自己的地址，我们可以用一个指针变量指向它，指针变量同样也是变量，我们也可以定义另一个指针指向这个指针变量——指向指针的指针

　　　　int a;

　　　　int *p = &a;

　　　　int *q = &p;

　　♦ 通过函数改变指针的指向

//通过函数改变指针的指向
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void GetMemory1(char *p,int num)    //泄露一块内存
{
    p = (char *)malloc(num * sizeof(char));
}

void GetMemory2(char **p,int num)    //在子函数内部改变主调函数定义指针的指向
{
    *p = (char *)malloc(num * sizeof(char));
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    char *str = NULL;
    // GetMemory1(str,100);    //段错误
    GetMemory2(&str,100);    //hello kitty
    strcpy(str,"hello kitty");
    printf("str = %s\n",str);
    free(str);
    return 0;
}

　3.void类型的指针　　void *指针

　　♦ void指针是一种很特别的指针，并不指定它是指向哪一种类型的数据，而是根据需要转换为所需数据类型。

　　　　int a = 0;

　　　　float b = 0;

　　　　void *p = &a;

　　　　void *q = &b;

　　♦ 常用于函数的返回值和参数，用于不确定类型指针指向

　　　　void malloc(unsigned int num_types);

　　　　void memset(void *str,char ch,size_t n);

　4.函数指针数组

　　函数指针数组的定义　　例如：int * (*p[10])(int a[3][4],int num)　　//定义了一个函数指针数组，带有两个参数，返回值为int *类型