指针进阶(1)

时间:2021-11-07 00:37:26

在开始前,我们再复习一下指针的基本概念:

1.指针就是一个变量,用来存放地址,地址唯一标识一块内存空间。

2.指针的大小是固定的4个或者8个字节(32位平台/64位平台)。

3.指针是有类型的,指针的类型决定了指针的加减整数的步长,指针解引用操作的时候的权限。

4.指针的运算。

接下来,我们继续探讨指针的高级主题。

1.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:

int main()
{
char ch = 'w';
char* pc = &ch;
*pc = 'w';
return 0;
}

还有一种使用方法如下:

int main()
{
const char* pstr = "hello bit.";//这里是把一个字符串放到pstr指针变量里了吗?
printf("%s\n", pstr);
return 0;
}

代码 const char* pstr = "hello bit.";

特别容易让同学们以为是把字符串放到字符指针pstr里了,但是本质是把字符串hello bit.首字符的地址放到了pstr中。&pstr才是指向整个字符串,我们后面再讲。


那么就有像这样的面试题:

#include <stdio.h>
int main()
{
char str1[] = "hello bit.";
char str2[] = "hello bit.";
const char* str3 = "hello bit.";
const char* str4 = "hello bit.";
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;
}

这里最终输出的是:

str1 and str2 are not same

str3 and str4 are same

这里的str3和str4指向的是同一个常量字符串。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。


2.指针数组

指针数组,顾名思义,就是一个数组,里面存放的是指针。

让我们再复习一下,下面指针数组的什么意思?

int* arr1[10]; //整形指针的数组,里面存了10个整形指针
char* arr2[4]; //一级字符指针的数组,里面存了4个字符指针
char** arr3[5];//二级字符指针的数组,里面存了5个二级字符指针
3.数组指针
3.1数组指针的定义

数组指针是数组?还是指针?

答案是:指针。(我记得语文课好像讲过,好像是主语和修饰语之类的,后面的是主语,前面的是修饰语)

我们已经熟悉:

整形指针:int* pint ;能够指向整形数据的指针。

浮点型指针:float* pf;能够指向浮点型数据的指针。

那数组指针应该是: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];
//p1, p2分别是什么?

解释:


int(*p)[10];
//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个整形的数组。所以p是一个指针,指向
一个数组,叫数组指针。

//这里要注意:[]的优先级是高于*号的,所以必须加上()来保证p先和*结合。


3.2&数组名VS数组名

对于一个数组:

arr 和 &arr 分别是啥?

我们知道arr是数组名,数组名表示首元素的地址。

那 &arr 数组名到底是啥?

我们看一段代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
printf("%p\n", arr);
printf("%p\n", &arr);
return 0;
}

运行结果如下:

指针进阶(1)

可见数组名和&数组名打印的地址是一样的;

难道两个真的是一样的吗?会是巧合吗?

我们再看一段代码:

#include <stdio.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;
}

指针进阶(1)

根据上面的代码,我们发现,虽然两个的值是一样的,但是意义确实不一样的。

实际上:&arr表示的是数组的地址,而不是数组首元素的地址。

本例中&arr 的类型是:int()[10],是一种数组指针类型,数组的地址+1,跳过整个数组的大小,也就是40个字节,16进制的50减去28,0减去8=8,5减一变成4,4-2=2,216+8*1=40,所以&arr 相对于arr差值就是40.


3.3数组指针的使用

那数组指针是怎么使用的呢?

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。

我们看下面一段代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int (*p)[10] = &arr;//把数组arr的地址赋值给数组指针变量p
//但是我们一般很少这样写代码
return 0;
}

一个数组指针的使用:

#include <stdio.h>
void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)//第一种二维数组参数写法,行可以不写,但是列数一定要写
{
int i = 0;
for(i=0; i<row; i++)
{
for(j=0; j<col; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void print_arr2(int (*arr)[5], int row, int col)//第二种二维数组参数写法
{
int i = 0;
for(i=0; i<row; i++)
{
for(j=0; j<col; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
int main()
{
int arr[3][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
print_arr1(arr, 3, 5);
//数组名arr,表示首元素的地址
//但是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
print_arr2(arr, 3, 5);
return 0;
}

学了指针数组和数组指针让我们一起来回顾一下下面代码的意思:

int arr[5];//整形数组
int *parr1[10];//整形指针数组
int (*parr2)[10];//整形数组指针
int (*parr3[10])[5];//一个指针数组,指针指向整形数组


4.数组参数、指针参数

我们在写代码的时候难免要把数组或者指针传给函数,那函数的参数该如何设计呢?

4.1一维数组传参

#include <stdio.h>
void test(int arr[])//ok?--yes
{}
void test(int arr[10])//ok?--yes
{}
void test(int *arr)//ok?--yes
{}
void test2(int *arr[20])//ok?--yes
{}
void test2(int **arr)//ok?--yes
{}
int main()
{
int arr[10] = {0};
int *arr2[20] = {0};
test(arr);
test2(arr2);
}


4.2二维数组传参
void test(int arr[3][5])//ok?--yes
{}
void test(int arr[][])//ok?--no
{}
void test(int arr[][5])//ok?--yes
{}
//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)//ok?--no
{}
void test(int* arr[5])//ok?--no
{}
void test(int (*arr)[5])//ok?--yes
{}
void test(int **arr)//ok?--yes
{}
int main()
{
int arr[3][5] = {0};
test(arr);
}


4.3一级指针传参
#include <stdio.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;
}

思考:

当一个函数的参数部分为一级指针的时候,函数能接收什么参数?

比如:

void test1(int *p)
{}
//test1函数能接收什么参数?--int型指针、整型变量的地址、整形数组的数组名
void test2(char* p)
{}
//test2函数能接收什么参数?--char型指针、字符变量的地址、字符数组的数组名


4.4二级指针传参
#include <stdio.h>
void test(int** ptr)
{
printf("num = %d\n", **ptr);
}
int main()
{
int n = 10;
int*p = &n;
int **pp = &p;
test(pp);
test(&p);
return 0;
}

思考:

当函数的参数为二级指针的时候,可以接收什么参数?

void test(char **p)
{

}
int main()
{
char c = 'b';
char*pc = &c;
char**ppc = &pc;
char* arr[10];
test(&pc);
test(ppc);
test(arr);//Ok?--都ok
return 0;
}


5.函数指针

首先先看一段代码:

#include <stdio.h>
void test()
{
printf("hehe\n");
}
int main()
{
printf("%p\n", test);
printf("%p\n", &test);
return 0;
}

输出的结果:

指针进阶(1)

输出的是两个地址,这两个地址是test 函数的地址。其实,函数名和&函数名都是代表函数的地址,没有区别,和数组不同。函数指针的这颗*,……应该是没什么用的,只是方便函数名和指针名辨别。

那我们函数的地址要想保存起来,怎么保存?

下面我们看代码:

void test()
{
printf("hehe\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
void (*pfun1)();
void *pfun2();

首先,能给存储地址,就要求pfun1或者pfun2是指针,那哪个是指针?

答案是:

pfun1可以存放。pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参数,返回值类型为void。

阅读两段有趣的代码:

//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

:推荐《C陷阱与缺陷》

这本书中提及这两个代码。

代码1:

1.void(*)()其实是一个函数指针类型,后面结合的是0;其实就是把0强制类型转换成这个函数指针类型

2.这就意味着,0地址处放着一个函数,函数没有参数,返回类型是void;

3.调用0地址处的这个函数

指针进阶(1)

代码2:

上述的代码是一个函数声明,函数的名字是signal,函数的参数,第一个是int型,第二个是void(*)(int)类型的函数指针,该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void;signal函数的返回类型是一个函数指针,参数是int,返回值是void;

像代码2这样的代码太复杂了,如何简化?

我们可以用typedef;

typedef void(*pfun_t)(int);
pfun_t signal(int, pfun_t);

将void (*)(int) 这个类型重新定义成 pfun_t 类型,其实就是起个别名;而为了符合语法规定,要把pfun_t放在 * 的旁边;


指针进阶这块的知识太多了,这个就先写到这里把。