C语言进阶之指针的进阶
C语言进阶之指针的进阶
前言
- 指针就是个变量，用来存放地址，地址唯一标识一块内存空间。
- 指针的大小是固定的4/8个字节（32位平台/64位平台）。
- 指针是有类型，指针的类型决定了指针的+-整数的步长，指针解引用操作的时候的权限。
- 指针的运算。
一、字符指针
在指针的类型中我们知道有一种指针类型为字符指针char*
一般使用:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
char ch = 'q';
char *pc = &ch;
*pc = 'w';
return 0;
}
还有一种使用方式如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
char *ps = "good good study";
//本质上是把字符串首字符的地址存储在了ps指针变量中
char arr[] = "good good study";
//这种写法一定是把字符串放到arr中的
printf("%s\n", ps);
printf("%s\n", arr);
return 0;
}
例题：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
char str1[] = "hello";
char str2[] = "hello";
char *str3 = "hello";
char *str4 = "hello";
if(str1 == str2)
printf("str1 and str2 are same\n");
else
printf("str1 and str2 are not same\n");
if(str3 == str4)
printf("str3 and str4 are same\n");
else
printf("str3 and str4 are not same\n");
return 0;
}
原因：这里str3和str4指向的是一个同一个常量字符串，C/C++会把常量字符串存储到单独的一个内存区域，当几个指针指向同一个字符串的时候，他们实际会指向同一块内存，但是用相同的常量字符串去初始化不同的数组的时候就会开辟出不同的内存块，所以str1和str2不同，str3和str4相同。
二、指针数组
指针数组是一个存放指针的数组。
int *arr1[10]; //整形指针的数组
char *arr2[4]; //一级字符指针的数组
char **arr3[5]; //二级字符指针的数组
例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
//int *arr[3];
//int a = 10;
//int b = 20;
//int c = 30;
//int *arr[3] = { &a,&b,&c };
//int i = 0;
//for(i = 0;i < 3;i++)
//{
// printf("%d\n",*(arr[i]));
//}
int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
int b[] = { 2,3,4,5,6 };
int c[] = { 3,4,5,6,7 };
int *arr[3] = {a,b,c};
int i = 0;
for(i = 0;i < 3;i++)
{
int j = 0;
for(j = 0;j < 5;j++)
{
//printf("%d ",*(arr[i]+j));
printf("%d ",arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
三、数组指针
数组指针的定义
数组指针是一种指针。
整形指针： int * p; 能够指向整形数据的指针。
浮点型指针： float * p; 能够指向浮点型数据的指针。
故数组指针是：能够指向数组的指针。
下面代码哪个是数组指针？
int *p1[10];
int (*p2)[10];//数组指针
解释： p 先和 * 结合，说明 p 是一个指针变量，然后指针指向的是一个大小为10个整型的数组，所以 p 是一个指针，指向一个数组，叫数组指针。这里要注意： [] 的优先级要高于 * 号的，所以必须加上（）来保证 p 先和 * 结合。
例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int a = 10;
int *pa = &a;
char ch = 'w';
char *pc = &ch;
double *d[5];
double *(*pd)[5] = &d;//pd就是一个数组指针
int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
int (*parr)[10] = &arr;//取出的是数组的地址
//parr就是一个数组指针，其中存放的是数组的地址
//arr;//数组名是首元素的地址---arr[0]的地址
return 0;
}
补充：
数组名是数组首元素的地址，但是有两个例外
- sizeof(数组名) - 数组名表示整个数组，计算的是整个数组大小，单位是字节
- &数组名 - 数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址
&数组名与数组名
arr是数组名，数组名表示数组首元素的地址。
那&arr数组名是什么？
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
printf("%p\n",arr);
printf("%p\n",&arr);
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
printf("arr = %p\n", arr);
printf("&arr = %p\n", &arr);
printf("arr+1 = %p\n", arr+1);
printf("&arr+1 = %p\n", &arr+1);
return 0;
}
根据上面的代码我们发现，其实&arr和arr，虽然值是一样的，但是意义应该不一样。
实际上： &arr 表示的是数组的地址，而不是数组首元素的地址。
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。
数组指针的使用
既然数组指针指向的是数组，那数组指针中存放的应该是数组的地址。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int (*pa)[10] = &arr;
//把数组arr的地址赋值给数组指针变量
int i = 0;
for(i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ",*((*pa) + i));
}
return 0;
}
//一般不这么写代码
一个数组指针的使用：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void print1(int arr[3][5], int row, int col)
{
int i = 0;
int j = 0;
for(i = 0; i < row; i++)
{
for(j = 0; j < col; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void print2(int (*p)[5], int row, int col)
{
int i = 0;
int j = 0;
for(i = 0; i < row; i++)
{
for(j = 0; j < col; j++)
{
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);
print2(arr, 3, 5);
//arr数组名，表示数组首元素的地址
//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
//可以数组指针来接收
return 0;
}
四、数组参数、指针参数
一维数组传参
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test(int arr[])//可以
{}
void test(int arr[10])//可以
{}
void test(int *arr)//可以
{}
void test2(int *arr[20])//可以
{}
void test2(int **arr)//可以
{}
int main()
{
int arr[10] = {0};
int *arr2[20] = {0};//存放int*的数组
test(arr);
test2(arr2);
}
二维数组传参
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test(int arr[3][5])//可以
{}
void test(int arr[][])//不可以
{}
void test(int arr[][5])//可以
{}
//总结：二维数组传参，函数形参的设计只能省略第一个[]的数字。
//因为对一个二维数组，可以不知道有多少行，但是必须知道一行多少元素。
//这样才方便运算。
void test(int *arr)//不可以
{}
void test(int* arr[5])//不可以
{}
void test(int (*arr)[5])//可以
{}
void test(int **arr)//不可以
{}
int main()
{
int arr[3][5] = {0};
test(arr);
}
一级指针传参
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void print(int *p, int sz)
{
int i = 0;
for(i=0; i<sz; i++)
{
printf("%d\n", *(p+i));
}
}
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int *p = arr;
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
//一级指针p，传给函数
print(p, sz);
return 0;
}
二级指针传参
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test(int** ptr)
{
printf("num = %d\n", **ptr);
}
int main()
{
int n = 10;
int *p = &n;//p是一级指针
int **pp = &p;//pp是二级指针
test(pp);
test(&p);
int *arr[10] = {0};
test(arr);//传存放一级指针的数组也可以
return 0;
}
五、函数指针
指针类型：
一级指针：
int *p;//整型指针-指向整型的指针
char *p;//字符指针-指向字符的指针
void *p;//无类型的指针
二级指针：
int **p;
char **p;
数组指针：指向数组的指针
int(*p)[3];
函数指针：指向函数的指针，存放函数地址的指针
例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
void test(char *str)
{
printf("hehe\n");
}
int main()
{
int a = 10;
int *pa = &a;
char ch = 'w';
char *pc = &ch;
int arr[10] = {0};
int (*parr)[10] = &arr;//取出数组的地址
//parr是指向数组的指针-存放的是数组的地址
//函数指针-存放函数地址的指针
printf("%p\n",&Add);
//&函数名-取到的就是函数的地址
printf("%p\n",Add);
//数组名 != &数组名
//函数名 == &函数名
int (*pf)(int,int) = &Add;//pf就是一个函数指针变量
//pf先和*结合，说明pf是指针，指针指向的是一个函数，指向的函数有参数，参数类型为int，返回值类型为int。
void (*pt)(char*) = &test;
return 0;
}
阅读两段有趣的代码（推荐《C陷阱和缺陷》）：
代码1：
(*( void (*)() )0)();
//调用0地址处的函数，该函数无参，返回类型是void
//1.void (*)() - 函数指针类型
//2.( void (*)() )0 - 对0进行强制类型转换，被解释为一个函数地址
//3.*( void (*)() )0) - 对0地址进行了解引用操作
//4.(*( void (*)() )0)() - 调用0地址处的函数
代码2：
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);
//1.signal和()先结合，说明signal是函数名
//2.signal函数的第一个参数类型是int，第二个参数类型是函数指针
//该函数指针，指向一个参数为int，返回类型是void的函数
//3.signal函数的返回类型也是一个函数指针
//该函数指针，指向一个参数为int，返回类型是void的函数
//signal是一个函数的声明
//代码2简化：
//1.
void (*) (int) signal(int , void(*)(int));//语法不支持
//2.
//typedef - 对类型进行重定义
typedef void(*pfun_t)(int);//对void(*)(int)的函数指针类型重命名为pfun_t
pfun_t signal(int, pfun_t);
六、函数指针数组
整型指针：int*
整型指针数组：int* arr[5]
函数指针数组：存放函数指针的数组
int (*parr[10])();
//parr先和 [] 结合，说明parr是数组，数组的内容是 int (*)() 类型的函数指针
函数指针数组的用途：转移表
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int Sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
int main()
{
int (*pf1)(int, int) = Add;
int (*pf2)(int, int) = Sub;
int (*pfArr[2])(int, int) ={ Add, Sub }; //pfArr就是函数指针数组
return 0;
}
例（计算器）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
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;
}
void menu()
{
printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( " 0:exit \n" );
printf( "*************************\n" );
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
int x = 0;
int y = 0;
int ret = 0;
printf( "请选择：" );
scanf( "%d", &input);
switch(input)
{
case 1:
printf( "请输入两个操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = Add(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 2:
printf( "请输入两个操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = Sub(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 3:
printf( "请输入两个操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = Mul(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 4:
printf( "请输入两个操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = Div(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出程序\n");
break;
default:
printf( "选择错误\n" );
break;
}
}while(input);
return 0;
}
使用函数指针数组的实现（计算器）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
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;
}
void menu()
{
printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( " 0:exit \n" );
printf( "*************************\n" );
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
int x = 0;
int y = 0;
int ret = 0;
int (*pfArr[5])(int, int) = { NULL, Add, Sub, Mul, Div };
//pfArr就是函数指针数组
//转移表
printf( "请选择：" );
scanf( "%d", &input);
if (input <= 4 && input >= 1)
{
printf( "请输入两个操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = (pfArr[input])(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
}
else if (input == 0)
{
printf( "退出程序\n" );
break;
}
else
{
printf( "输入有误\n" );
}
}while(input);
return 0;
}
七、指向函数指针数组的指针
函数指针的数组本质是数组
取出函数指针数组的地址
整型数组：
int arr[5]
int (*p1)[5] = &arr;
整型指针的数组：
int* arr[5]
int* (*p2)[5] = &arr;
p2是指向整型指针数组的指针
函数指针数组
&函数指针数组
int (*p)(int,int);//函数指针
int (*p2[4])(int,int);//函数指针的数组
int(*(p3)[4](int,int) = &p2;//取出的是函数指针数组的地址
//p3就是一个指向函数指针的数组的指针
例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test(const char* str)
{
printf("%s\n", str);
}
int main()
{
//函数指针pfun
void (*pfun)(const char*) = test;
//函数指针的数组pfunArr
void (*pfunArr[5])(const char* str);
pfunArr[0] = test;
//指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
void (*(*ppfunArr)[10])(const char*) = &pfunArr;
return 0;
}
八、回调函数
回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。
qsort函数的使用：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//qosrt函数的使用者得实现一个比较函数
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
return (*( int *)p1 - *(int *) p2);
}
int main()
{
int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
int i = 0;
qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof (int), int_cmp);
for (i = 0; i< sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
{
printf( "%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
使用回调函数，模拟实现qsort（采用冒泡的方式）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
return (*( int *)p1 - *(int *) p2);
}
void _swap(void *p1, void * p2, int size)
{
int i = 0;
for (i = 0; i< size; i++)
{
char tmp = *((char *)p1 + i);
*(( char *)p1 + i) = *((char *) p2 + i);
*(( char *)p2 + i) = tmp;
}
}
void bubble(void *base, int count , int size, int(*cmp )(void *, void *))
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i< count - 1; i++)
{
for (j = 0; j<count-i-1; j++)
{
if (cmp ((char *) base + j*size , (char *)base + (j + 1)*size) > 0)
{
_swap(( char *)base + j*size, (char *)base + (j + 1)*size, size);
}
}
}
}
int main()
{
int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
//char *arr[] = {"aaaa","dddd","cccc","bbbb"};
int i = 0;
bubble(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof (int), int_cmp);
for (i = 0; i< sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
{
printf( "%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
结尾
如果你不了解自己的过去，怎么知道未来要往哪个方向走。
