本节重点
- 字符指针
- 数组指针
- 指针数组
- 数组传参和指针传参
- 函数指针(难)
- 函数指针数组(难)
- 指向函数指针数组的指针
- 回调函数(难)
前言
在C语言基础阶段,我们学习过指针相关的一些基础内容,比如说:
- 指针是一个变量,用来存放地址,地址是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)
- 指针是由类型,指针的类型决定了指针的 + -整数的步长,指针解引用操作时候的权限
- 指针的运算
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;
printf("%c\n", *pc);
return 0;
}
或
int main()
{
//这里p指向字符串常量hello world 的首字符地址,字符串常量存储在只读数据段中
const char* p = "hello world."; //const char* p 值不可更改,地址可换
printf("%s\n", p); //%s --- 打印字符串
//printf("%s\n", str);为什么不能写成printf("%s\n", *str);
//因为 %s 格式化字符串时,它期望一个 char* 类型的参数,即一个指向字符数组首元素的指针。这个指针指向的是字符串的开始位置。
return 0;
}
扩展:在C语言中,内存可以被划分为栈区、堆区、静态区、常量区。
- 栈区:局部变量,函数形参,函数调用
- 堆区:动态内存如malloc等申请使用
- 静态区:全局变量,static修饰的局部变量
- 常量区:常量字符串(常量区中的内容在整个程序的执行期间是不允许被修改的,且同一份常量字符串只会创建一份,不会重复创建存储。)
有这样的面试题:
int main()
{
char str1[] = "hello world";
char str2[] = "hello world";
const char* str3 = "hello world";
const char* str4 = "hello world";
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;
}
//!!!注 : 在C语言中,使用 == 操作符比较两个数组(或字符串)时,实际上是比较它们(内容)的地址,而不是它们的内容。
打印出的结果:
str1 and str2 are not same
str3 and str4 are same
(自我理解)
- str1与str2相当于先选两个位置(地址),再搭房子(存hello world),因此两房子不同(只是长得一样,不是同一个房子)
- 而str3与str4则相当于先造一个房子(存hello world),然后用两张纸写的同一个地址
2.指针数组
//整形数组,存放整形的数组
int arr1[10];
//字符数组,存放字符的数组
char arr2[10];
//指针数组,存放指针的数组
//存放整形指针的数组
int* arr3[5];
//存放字符指针的数组
char* arr4[10];
int main()
{
const char* a[5] = {"abcdef", "zhangsan", "hehe", "wangcai", "ruhua"};
//存放指针的数组 - 指针数组,
//a[5]数组里面存放的是每个字符串首字符的地址
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
printf("%s\n", a[i]); //依次打印
}
---
int arr1[5] = { 1,2,3,4,5 };
int arr2[5] = { 2,3,4,5,6 };
int arr3[5] = { 3,4,5,6,7 };
int* arr[3] = {arr1, arr2, arr3};
//arr也是一个指针数组,利用指针数组实现二维数组
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
for (j = 0; j < 5; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]); // arr[i][j] 《==》 *(arr[i] + j)
}
printf("\n");
}
return ;
}
int* arr1[10]; //整型指针的数组
char* ch[5]; //字符指针的数组
char* arr2[4]; // 一级字符指针的数组
char** arr3[5]; //二级字符指针的数组(存放二级指针)
3.数组指针
3.1 数组指针的定义
int main()
{
int a = 10;
int* p1 = &a;
//整型指针 - 指向整型的指针 - 存放整型变量的地址
char ch = 'w';
char* p2 = &ch;
//字符指针 - 指向字符的指针 - 存放字符变量的地址
int arr[10] = {1,2,3,4,5};
int *pa[10] = &arr;//err,因为pa会先和[10]结合
int (* pa)[10] = &arr;//注: [10]要保持一致
//取出的是数组的地址存放到pa中,pa是数组指针变量
//int(* )[10] -> 数组指针类型
//数组指针 - 指向数组的指针 - 存放的是数组的地址
return 0;
}
首先,我们要知道[]的优先级是比 * 要高的,对于形式1,pa会先与[ ]结合,再与 * 结合,所以形式1是指针数组
()的优先级又比[]高,所以pa会先于 * 结合,在与[ ]结合,所以形式2是数组指针。
3.2 &数组名VS数组名
int main()
{
int arr[10] = {0};
printf("%p\n", arr);
printf("%p\n", arr+1);
printf("%p\n", &arr[0]);
printf("%p\n", &arr[0]+1);
printf("%p\n", &arr);
printf("%p\n", &arr+1);
return 0;
}
<br>可以看出,arr+1 相较于 arr 跳过了4个字节的大小, <br>而 &arr+1 相较于 &arr 跳过了40(10*4)个字节,一个数组的地址 <br>因为&arr 指向的是一整个数组
大多数情况下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
3.3 数组指针的使用
3.3.1 对一维数组的使用
例: 1
int main()
{
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int* p=arr ;
int i =0;
for(i=0;i<10;i++);
{
printf("%d",*(p+1));
}
return 0;
}
例: 2
int main()
{
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int (*p)[10]=&arr;
int i=10;
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d",(*p)[i];
}
return 0;
}
可以看出对一维数组使用例1的方法更方便简捷,例2的方法有点鸡肋
3.3.2 对二维数组的使用
#include<stdio.h>
//常见的方式
void print_arr1(int arr[3][5], int x, int y)
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < x; i++)
{
for (j = 0; j < y; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
//数组指针方式
void print_arr2(int(*p)[5], int x, int y)
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < x; i++)
{
for (j = 0; j < y; j++)
{
printf("%d ", (*(p + i))[j]);
printf("%d ", *(*p + i)+j);
printf("%d ", *(p[i]+j);
printf("%d ", p[i][j]);
//四个都等价
}
printf("\n");
}
}
int main()
{
int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7} }; //对于二维数组,第一行为其第一个元素
//打印这个二维数组
print_arr1(arr,3,5);//数组名,行,列也要传参
print_arr2(arr, 3, 5); //数组名-首元素地址
return 0;
}
3.3.3 巩固练习
下面这些代码的含义是什么?
int arr[5];
int* parr1[10];
int(*parr2)[10];
int(*parr3[10])[5];
解析:
int arr[5];
//arr是一个数组,数组有5个元素,每个元素类型是int
//arr类型是 int [5] --- 去掉变量名,剩下的就是变量的类型
int* parr1[10];
//parr1是一个数组,数组有10个元素,每个元素类型是int*
//parr1是指针数组,类型是 int* [10]
int(*parr2)[10];
//parr2是一个指针,指针指向一个数组,数组有10个元素,每个元素的类型是int
//parr2是数组指针,类型是 int(*)[10]
int(*parr3[10])[5];
//parr3是一个数组,数组有10个元素,每个元素都是一个指 针
//指针指向一个数组,数组有5个元素,每个元素类型是int
//parr3是一个指向数组指针的数组,本质上还是数组
//parr3类型是 int(*[10])[5]
4.数组参数、指针参数
4.1 一维数组传参
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
void test(int arr1[])//ok?
{}
void test(int arr1[10]) //ok?
{}
void test(int* arr1)//ok?
{}
void test2(int* arr2[20])//ok?
{}
void test2(int** arr2) // ok ? 注:此处传进数组中储存的指针,
//int* arr2则是存放指针的地址
{}
int main()
{
int arr1[10] = { 0 };
int* arr2[20] = { 0 };
test(arr);
test2(arr2);
}
答案:以上传参方式相对应的均ok
注意:一维数组传参可以传数组形式,也可以传指针形式,传数组形式的时候数组元素的个数可以不写,也可以写,传指针的时候要注意指针的类型,也就是指针指向什么类型的元素,
比如说指针指向int类型元素,那么指针的类型就是 int*
4.2 二维数组传参
void test(int arr[3][5])//ok ?
{}
//可以
void test(int arr[][])//ok ?
{}
//不可以,行可以省略,列不可以,第一个[ ]内容可以不写,第二个[ ]要写
void test(int arr[][5])//ok ?
{}
//可以
void test(int* arr)// ok ?
{}
//不可以
void test(int* arr[5])//ok ?
{}
//不可以
void test(int(*arr)[5])//ok ?
{}
//可以
void test(int** arr)// ok ?
{}
//不可以
int main()
{
int arr[3][5] = { 0 };
test(arr);
}
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。
二维数组传参也能写成指针的形式,指针的类型应该是数组指针。 传什么,就用什么接收
4.3 一级指针传参
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;
}
void print(int arr1[], int sz)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d\n", arr[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); //指针传参也可以用数组去接收!
return 0;
}
注:数组类型参数 arr 1发生退化,变成了指向数组第一个元素的指针。这意味着在函数内部,arr 1被当作一个指针来处理,而不是一个完整的数组。
4.4 二级指针传参
void test(int** p)
{
}
int main()
{
int* p1;
int** ptr;
int* arr[5];
test(&p1);//一级指针取地址.*p指向的元素
test(ptr);//二级指针
test2(arr);//一级指针数组的首元素(首地址)指向的元素
return 0;
}
5.函数指针
我们创建函数的时候,就会在内存中开辟一块空间,既然占用了内存空间,那就有对应的内存空间地址。
函数指针,顾名思义就是指向函数的指针。
int add(int x,int y)
{
return x + y;
}
int main()
{
printf("%p\n", add);
printf("%p\n", &add);
//注意:& 函数名 和 函数名均表示函数的地址!
// 数组名 不等于 &数组名 但 函数名 等于 &函数名
//注意这里,add 和 &add 是一样的,都是取函数的地址
//1.pf = &add;
//2.(*pf)() = &add;//说明* pf是个函数,函数指向add
//3.int (*pf)(int x, int y) = add;//函数的参数是(int x,int y),返回类型是int
int (*pf)(int x, int y) = add;
int sum = (*pf)(3, 5); //函数指针的使用
//pf就是函数指针变量
printf("%d\n", sum);
//int sum = add(3, 5);
//int sum = pf(3, 5);像上面函数这样写也是ok的,
//语法上来说,*可以去掉,我们加上*用来帮助理解(类似&add调用时不写&)
return 0;
}
可以看出,函数指针和数组指针十分类似
int (*p)[10]
int (*p)(int ,int)
分下下面两段代码
代码1:
(*(void (*)())0)();
void (*)()——函数指针类型
(void (*)())0 —— 把0强制转化为一个函数的地址
(*(void ( * )())0)();——解引用0地址的函数,并调用
代码2:
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);
signal ( int , void ( * )( int ) )——signal是函数名,
第一个参数是int,第二个参数是一个函数指针
剩下void( * )( int )——说明signal的返回类型也是一个函数指针类型
上述代码是一次函数声明 // 声明的函数叫:signal // signal函数的第一个参数是int类型的 // signal函数的第二个参数是一个函数指针类型,该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void // signal函数的返回类型也是一个函数指针类型,该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void
// void (*)(int) signal(int, void( * )(int)); //err
上述简化是错的,可以用 typedef 函数进行简化
typedef void (*pf_t)(int) ;//pf_t为 void ( * )(int) 函数指针类型
pf_t signal( int, pf_t);
6.函数指针数组
数组是一个存放相同类型数据的存储空间,我们已经学习了指针数组与函数指针,比如︰
int* arr[10];
数组的每个元素是int* 与 int (* pf)(int......)---函数指针
那要把函数的地址存到一个数组中,那这个数组就叫函数指针数组,那函数指针的数组如何定义呢 ?
int ( * parr1[10] )(int...... ); √
int* parr2[10] ( ); x
int (*)( ) parr3[10]; x
- parr1先和[结合,说明parr1是数组。
- 数组的内容是什么呢 ?
- 是int(*)()类型的函数指针。
例题:
写一个计算器
整数的加、减、乘、除
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
int Sub(int x, int y)
{
return x - y;
}
int Mul(int x, int y)
{
return x * y;
}
int Div(int x, int y)
{
return x / y;
}
void menu()
{
printf("***************************\n");
printf("***** 1.add 2. sub ****\n");
printf("***** 3.mul 4. div ****\n");
printf("***** 0.exit ****\n");
}
int main()
{
int input = 0;
int x = 0;
int y = 0;
int ret = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Add(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 2:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Sub(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 3:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Mul(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 4:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Div(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出计算器\n");
break;
default:
printf("选择错误\n");
break;
}
} while (input);
}
改进
//这里省略各种函数,可参考上述代码
//函数指针数组 - 转移表
int (*pfArr[])(int, int) = { 0, Add, Sub, Mul, Div };
int main()
{
int input = 0;
int x = 0;
int y = 0;
int ret = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
if (input == 0)
{
printf("退出计算器\n");
break;
}
if (input >= 1 && input <= 4)
{
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = pfArr[input](x, y);
printf("%d\n", ret);
}
else
{
printf("选择错误\n");
}
} while (input);
}
这种函数指针数组 我们经常称为 转移表
7.指向函数指针数组的指针
函数指针:
int ( *pf ) ( int , int );
函数指针数组:
int ( *pfarr[ 10 ] ) ( int , int );
指向函数指针数组的指针:
int ( * (*ptr)[10] ) ( int , int ) = &pfarr;
暂时能认识就行
8.回调函数
8.1 回调函数定义
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。
switch (input)
{
case 1:
printf("请输入2个操作数:>");//每个case中语句执行重复度太高
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Add(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 2:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Sub(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 3:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Mul(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 4:
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Div(x, y);
printf("%d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出计算器\n");
break;
default:
printf("选择错误\n");
break;
}
每个case中语句执行重复度太高
改进
//这里省略各类计算函数,可参考上面的代码
void calc(int (*p)(int, int))
{
int x = 0;
int y = 0;
int ret = 0;
printf("请输入2个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = p(x, y);
printf("%d\n", ret);
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
calc(Add);
break;
case 2:
calc(Sub);
break;
case 3:
calc(Mul);
break;
case 4:
calc(Div);
break;
case 0:
printf("退出计算器\n");
break;
default:
printf("选择错误\n");
break;
}
} while (input);
当calc函数传送的是Add函数的地址,这是p调用的是Add函数,这是我们称Add为回调函数
这里并不是直接调用各种计算函数,而是把计算函数函数的地址,传递给了calc函数
再由calc函数指针 int ( * p)(int, int) 之后,在适当位置通过函数指针 p 调用它所指向的函数
这个机制就称为回调函数
8.2 qsort函数的使用
8.2.1 回顾冒泡排序
void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
//趟数
int i=0;
for(i=0;i<sz-1:i++)
{
//一趟排序的过程
int j=0;
for(j=0;j<sz-1-i;j++)
{
if(arr[j]>arr[j+i])
{
int tem=arr[i];
arr[j]=arr[j+i];
arr[j+i]=tem;
}
}
}
}
int main(
{
//对数组进行排序升序
int arr[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
int sz=sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
bubble_sort(arr,sz);
//0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
//打印
int i=0;
for(i=0;i<sz;i++)
{
printf("%d",arr[i]);
}
}
//缺陷 : 只能排整数
8.2.2 qsort介绍
使用
void qsort(void* base,size_t num,size_t size,int (*cmpar)(const void*, const void*));
void qsort(void* base,//待排序目标数组的起始位置
size_t num,//数组的元素个数
size_t width,//每个元素占用的字节数
int(__cdecl * compare)(const void* elem1, const void* elem2)
//函数指针,排序所使用的比较函数
//不同类型的数据比较的方法是不一样的,所以需要将比较方法写成函数传递给qsort
//简化:int(* cmp)(const void* elem1, const void* elem2)
//函数指针,指针指向的参数有两个,参数类型都是const void*,函数返回类型是int
int arr[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
qsort(arr , sz , sizeof(arr[0]))
void* 类型讲解: void是无,空的含义,void * 表示的是无类型的指针。 void* 指针可以接收任意类型的地址(void 可以看作指针万能筒,可以接收任意类型) void 类型指针不能进行解引用操作的。
理解:我们知道指针的类型决定了指针解引用操作时访问字节的个数,如果指针类型是void * ,无类型指针,那么就无法得知该指针解引用访问多少个字节数。
void* 类型指针不能进行++ / ±整数运算的操作。
理解:我们知道指针类型的意义除了决定指针解引用时访问字节的个数外,还决定了指针 + -整数运算的步长,如果指针类型是void * 无类型指针,那么就无法得知该指针 + -的步长到底是多少个字节。
8.2.3 qsort在升序降序中的使用
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//为了调用qsort,需要将比较函数传给qsort
//按照qsort函数参数的类型,写出需要使用的比较函数
int cmp_int(const void* elem1, const void* elem2)
{
return *(int*)elem1 - *(int*)elem2;
}
void test1()
{
int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int i = 0;
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
}
int main()
{
test1();//排序整型数组并打印
return 0;
}
8.2.3 qsort在结构体排序中的使用
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
int cmp_Stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int cmp_Stu_by_name(const void* e1, const void* e2)
{
//字符串比较需要用到字符串比较库函数strcmp
return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
void test3()
{
struct Stu s[] = { {"zhangsan",20},{"lisi",30},{"wangwu",10} };
int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
int i = 0;
qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_by_age);
printf("按年龄排序:\n");
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%s,%d\n", s[i].name, s[i].age);
}
qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_by_name);
printf("按名字排序:\n");
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%s,%d\n", s[i].name, s[i].age);
}
}
int main()
{
test3();//排序结构体数组并打印
return 0;
}
8.3 用冒泡函数的思想实现 qsort 函数
改造冒泡排序,使得其能排序任意指定数组
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int cmp_int(const void* elem1, const void* elem2)
{
return (*(int*)elem1 - *(int*)elem2);
}
void Swap(char* e1, char* e2, int width)
{
int i = 0;
//逐个字节交换
for (i = 0; i < width; i++)
{
//方法一:
//char tmp = *(e1 + i);
//*(e1 + i) = *(e2 + i);
//*(e2 + i) = tmp;
//方法二:
char tmp = *e1;
*e1 = *e2;
*e2 = tmp;
e1++;
e2++;
}
}
void Bubble_sort(void* base, int num, int width, int (*cmp)(void* e1, void* e2))
{
int i = 0;//size_t就是unsigned int无符号整型的类型重定义,这里可以直接用int类型
//确定排序的趟数
for (i = 0; i < num - 1; i++)
{
int j = 0;
//确定每趟排序的对数
for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
{
//比较大小
if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
{
//元素位置交换
Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
}
}
}
}
//void qsort(void* base,//待排序目标数组的起始位置
// size_t num,//数组的元素个数
// size_t width,//每个元素占用的字节数
// int(__cdecl* compare)(const void* elem1, const void* elem2)//函数指针,
//排序所使用的比较函数
// //简化:int(* cmp)(const void* elem1, const void* elem2)
// //函数指针,指针指向的参数有两个,参数类型都是const void*,函数返回类型是int
// //不同类型的数据比较的方法是不一样的,所以需要将比较方法写成函数传递给qsort
// );
void test4()
{
int arr[] = { 1,3,5,7,9,2,4,6,8,10 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int i = 0;
Bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
}
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
int cmp_Stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int cmp_Stu_by_name(const void* e1, const void* e2)
{
//字符串比较需要用到字符串比较库函数strcmp
return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
void test3()
{
struct Stu s[] = { {"zhangsan",20},{"lisi",30},{"wangwu",10} };
int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
int i = 0;
qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_by_age);
printf("按年龄排序:\n");
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%s,%d\n", s[i].name, s[i].age);
}
Bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_by_name);
printf("按名字排序:\n");
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%s,%d\n", s[i].name, s[i].age);
}
}
int main()
{
test3();//调用模拟排序函数排序struct Stu类型数据并打印
test4();//调用模拟排序函数排序int类型数据并打印
return 0;
}
9.指针和数组经典笔试题解析
9.1 arr[],{ 1,2,3,4 },sizeof
请写出下面程序执行的结果
#include<stdio.h>
int main()
{
//一维数组
int a[] = { 1,2,3,4 };
printf("%d\n", (a));
printf("%d\n", sizeof(a + 0));
printf("%d\n", sizeof(*a));
printf("%d\n", sizeof(a + 1));
printf("%d\n", sizeof(a[1]));
printf("%d\n", sizeof(&a));
printf("%d\n", sizeof(*&a));
printf("%d\n", sizeof(&a + 1));
printf("%d\n", sizeof(&a[0]));
printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));
return 0;
}
解析:数组名表示首元素地址,但有两个例外:
1.sizeof(数组名)-- - 此时数组名表示整个数组。 2.& 数组名-- - 此时数组名表示整个数组。
注意:上面这两种例外的情况都需要 sizeof / &后面直接跟数组名,如果不是直接 + 数组名,则不是表示整数数组。
除了上面两个例外情况外,余下遇到的所有情况数组名均表示首元素地址
#include<stdio.h>
int main()
{
//一维数组
int a[] = { 1,2,3,4 };
printf("%d\n", sizeof(a));
// 16 sizeof(数组名),数组名表示整个数组,大小为4*4=16个字节
printf("%d\n", sizeof(a + 0));
//4/8 此时数组名表示首元素地址,a+0首元素地址+0仍表示首元素地址,地址大小为4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(*a));
// 4 此时数组名表示首元素地址,*a表示首元素,为int类型,大小为4个字节
printf("%d\n", sizeof(a + 1));
//4/8 此时数组名表示首元素地址,a+1 首元素地址+1表示第二个元素地址,地址大小为4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(a[1]));
//4 此时数组名表示首元素地址 a[1]表示第二个元素,为int类型,大小为4个字节
printf("%d\n", sizeof(&a));
//4/8 &数组名表示取出数组的地址,地址大小为4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(*&a));
//16 &a是取出数组地址,*&a是对数组地址解引用,得到是数组,sizeof(数组)计算数组大小--16
printf("%d\n", sizeof(&a + 1));
//4/8 &a是取出数组地址,&a+1表示跳过整个数组,指向整个数组后面的地址,地址大小为4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(&a[0]));
//4/8 &a[0]表示取出第一个元素的地址,地址大小为4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));
//4/8 &a[0]表示取出第一个元素的地址,&a[0] + 1表示第二个元素的地址,地址大小为4/8个字节
return 0;
}
9.2 arr[],{'a','b','c'},sizeof
请写出下面程序执行的结果
#include<stdio.h>
int main()
{
//字符数组
char arr[] = { 'a ', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
printf("%d \n", sizeof(arr));
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
printf("%d\n", sizeof(*arr));
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
printf("%d\n", sizeof(&arr));
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
printf("%d \n", sizeof(&arr[0] + 1));
return 0;
}
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
int main()
{
//字符数组
char arr[] = { 'a ', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
printf("%d \n", sizeof(arr));
//6 计算的是数组大小,每个元素是一个字符,6*1=1
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
//4/8 arr+0还是表示首元素地址,地址大小是4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(*arr));
//1 *arr表示首元素,类型是char,char大小是1个字节
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
//1 arr[1]表示第二个元素,类型是char,char大小是1个字节
printf("%d\n", sizeof(&arr));
//4/8 &arr表示取出数组的地址,地址大小是4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
//4/8 &arr表示取出数组的地址,&arr+1表示跳过整个数组,到数组后面的地址,地址大小是4/8个字节
printf("%d \n", sizeof(&arr[0] + 1));
//4/8 &arr[0]表示取出首元素的地址,&arr[0]+1表示取出第二个元素的地址,地址大小是4/8个字节
return 0;
}
9.3 arr[],{'a','b','c'},strlen
请写出下面程序执行的结果
strlen函数是求字符串长度,需要找到 ’/0 ’
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
//字符数组
char arr[] = { 'a ', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
printf("%d\n", strlen(arr));
printf("%d\n", strlen(arr + 0));
printf("%d\n", strlen(*arr));
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr));
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
return 0;
}
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
//字符数组
char arr[] = { 'a ', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
printf("%d\n", strlen(arr));
//随机值, arr表示首元素地址,数组中没有\0,所以用strlen计算长度的时候不知道会在哪里停止,所以是随机值
printf("%d\n", strlen(arr + 0));
//随机值, arr+0表示首元素地址,数组中没有\0,所以用strlen计算长度的时候不知道会在哪里停止,所以是随机值
printf("%d\n", str1en(*arr));
//错误写法 ,strlen后面需要传递一个地址,*arr表示首元素,首元素是字符'a',其ASCII码是97,strlen会将97当作地址来处理
//此时会造成越界访问,运行时会报错
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
//错误写法 ,strlen后面需要传递一个地址,arr[1]表示第二个元素,首元素是字符'b',其ASCII码是98,strlen会将97当作地址来处理
//此时会造成越界访问,运行时会报错
printf("%d\n", strlen(&arr));
//随机值, &arr表示数组的地址,数组中没有\0,所以用strlen计算长度的时候不知道会在哪里停止,所以是随机值
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
//随机值, &arr+1表示跳过数组后的地址,后面不知道什么时候遇到'\0',所以是随机值
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
//随机值, &arr[0] + 1表示第二个元素的地址,后面不知道什么时候遇到'\0',所以是随机值
return 0;
}
9.4 arr[],"abcdef",sizeof
请写出下面程序执行的结果
#include<stdio.h>
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
printf("%d\n", sizeof(*arr));
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
printf("%d \n", sizeof(&arr));
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));
return 0;
}
sizeof只关注占用内存空间的大小,单位是字节,不关心内存中存放的是什么
sizeof是操作符
strlen是求字符串长度的,统计的是\0出现前出现的字符个数,找到\0结束,所以可能存在越界访问
strlen是库函数
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));
//7 用字符串来初始化字符串数组时,最后会自动添加字符串结束标志'\0'
//数组arr中实际存放 abcdef+\0 7个元素 所以sizeof(arr)求数组的长度是 1*7=7个字节
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
//4/8 arr + 0表示首元素地址,地址的大小是4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(*arr));
//1 *arr表示首元素,arr首元素是一个字符char类型'a',大小是1个字节
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
//1 arr[1]表示第二个元素,arr首元素是一个字符char类型'a',大小是1个字节
printf("%d \n", sizeof(&arr));
//4/8 &arr表示取出数组的地址,地址的大小是4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
//4/8 &arr + 1表示跳过数组的地址,得到数组后面的地址,地址的大小是4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));
//4/8 &arr[0]表示首元素地址,&arr[0] + 1表示第二个元素的地址,地址的大小是4/8个字节
return 0;
}
9.5 arr[],"abcdef",strlen
请写出下面程序执行的结果
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(arr));
printf("%d\n", strlen(arr + 0));
printf("%d\n", strlen(*arr));
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr));
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
return 0;
}
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(arr));
//6 数组arr中实际包含"abcdef \0",strlen在往后找\0的时候,经过6个char刚好找到\0
//strlen在计算字符串长度的时候,'\0'不计算到长度中
printf("%d\n", strlen(arr + 0));
//6 arr + 0表示首元素地址,与'\0'差6个字符,所以strlen计算长度为6
printf("%d\n", strlen(*arr));
//错误写法 *arr表示首元素,为字符‘a’,ASCII码是97,strlen会将97当作地址来处理
//此时会造成越界访问,运行时会报错
printf("%d\n", str1en(arr[1]));
//错误写法 arr[1]表示第二个元素,为字符‘b’,ASCII码是98,strlen会将98当作地址来处理
//此时会造成越界访问,运行时会报错
printf("%d\n", strlen(&arr));
//6 &arr取出数组的地址,strlen在接收地址的时候是char*,会将数组的地址当作char*来使用
//往后寻找'\0',经过6个char刚好找到\0
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
//随机值 &arr + 1跳过数组得到数组后面的地址,什么时候会遇到'\0'不确定,所以是随机值
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
//5 &arr[0] + 1表示第二个元素的地址,经过5个char遇到'\0',所以strlen计算长度为5
return 0;
}
9.6 *p,"abcdef",sizeof
请写出下面程序执行的结果
#include<stdio.h>
int main()
{
char* p = "abcdef";
printf("%d \n", sizeof(p));
printf("%d\n", sizeof(p + 1));
printf("%d\n", sizeof(*p));
printf("%d\n", sizeof(p[0]));
printf("%d\n", sizeof(&p));
printf("%d\n", sizeof(&p + 1));
printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));
return 0;
}
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
int main()
{
char* p = "abcdef";
//指针变量p存放的不是常量字符串"abcdef"本身,而是存放其首元素的地址,
//即字符串"abcdef"中字符'a'的地址
printf("%d \n", sizeof(p));
//4/8 p是一个指针,指针大小32位/64位平台为4/8
printf("%d\n", sizeof(p + 1));
//4/8 p+1是一个地址,字符'b'的地址,地址大小为4/8
printf("%d\n", sizeof(*p));
//1 *p表示字符'a',类型是char,大小为1个字节
printf("%d\n", sizeof(p[0]));
//1 p[0]( 即: *(p+0) )常量字符串第一个元素,即'a',类型是char,大小为1个字节
printf("%d\n", sizeof(&p));
//4/8 &p表示取出p的地址,地址大小为4/8
printf("%d\n", sizeof(&p + 1));
//4/8 &p+1表示取出p后面的地址,地址大小为4/8
printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));
//4/8 &p[0] + 1表示第二个元素的地址,即'b'的地址,地址大小为4/8
return 0;
}
9.7 *p,"abcdef",strlen
请写出下面程序执行的结果
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char* p = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(p));
printf("%d\n", strlen(p + 1));
printf("%d \n", strlen(*p));
printf("%d\n", strlen(p[0]));
printf("%d\n", strlen(&p));
printf("%d\n", strlen(&p + 1));
printf("%d \n", strlen(&p[0] + 1));
return 0;
}
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char* p = "abcdef";
//指针变量p存放的不是常量字符串"abcdef"本身,而是存放其首元素的地址,
//即字符串"abcdef"中字符'a'的地址
printf("%d\n", strlen(p));
//6 p存储的是'a'的地址,strlen从a开始往后找6个字符,找到'\0'
//所以strlen计算的字符串长度为6
printf("%d\n", strlen(p + 1));
//5 p + 1是'b'的地址,strlen从b开始往后找5个字符,找到'\0'
printf("%d \n", strlen(*p));
//错误写法 *p为字符‘a’,ASCII码是97,strlen会将97当作地址来处理
//此时会造成越界访问,运行时会报错
printf("%d\n", strlen(p[0]));
//错误写法 p[0]为字符‘a’,ASCII码是97,strlen会将97当作地址来处理
//此时会造成越界访问,运行时会报错
printf("%d\n", strlen(&p));
//随机值 取出p的地址,传给strlen,strlen在往后寻找'\0',不知道什么时候遇到'\0'
printf("%d\n", strlen(&p + 1));
//随机值 取出p后面的地址,传给strlen,strlen在往后寻找'\0',不知道什么时候遇到'\0'
printf("%d \n", strlen(&p[0] + 1));
//5 p[0]表示首元素,&p[0]表示首元素地址,&p[0] + 1表示第二个元素'b'的地址
//strlen从'b'开始计算字符串长度
return 0;
}
9.8 arr[][],{0},sizeof
请写出下面程序执行的结果
int main()
{
//二维数组
int a[3][4] = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(a));
printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));
printf("%d \n", sizeof(a[0]));
printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));
printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));
printf("%d\n", sizeof(a + 1));
printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));
printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));
printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));
printf("%d\n", sizeof(*a));
printf("%d \n", sizeof(a[3]));
return 0;
}
知识储备: 二维数组的数组名表示首元素地址时,首元素指的是第一行数组,也就是说首元素是数组,数组名表示的是第一行数组的地址
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
int main()
{
//二维数组
int a[3][4] = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(a));
//3*4*4=48
printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));
//4
printf("%d \n", sizeof(a[0]));
//4*4=16 a[0]相当于第一行作为一维数组的数组名,
//sizeof(arr[0])把数组名单独放在sizeof()内,计算的是第一行的大小
printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));
//4/8 a[0]+1, a[0]放到表达式中了,是第一行作为数组的数组名,此时表示首元素地址
//a[0]+1表示第一行第二个元素的地址,地址的大小为4/8
printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));
//4 a[0]+1表示第一行第二个元素的地址 *(a[0] + 1)表示第一行第二个元素,类型是int
printf("%d\n", sizeof(a + 1));
//4/8 a表示首元素地址,把二维数组看作一维数组,a即第一行数组的地址,a + 1表示第二行的地址,地址的大小为4/8
printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));
//4*4=16 a + 1表示第二行的地址,*(a + 1)表示第二行数组,数组有4个元素,均为int类型
printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));
//4/8 a[0]放到表达式中了,是第一行作为数组的数组名,此时表示首元素地址
//&a[0] + 1表示第二行数组的地址,地址的大小是4/8
printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));
//4*4=16 &a[0] + 1表示第二行数组的地址,*(&a[0] + 1)表示第二行数组,数组有4个元素,均为int类型
printf("%d\n", sizeof(*a));
//4*4=16 a表示二维数组首元素地址,即第一行数组的地址,*a表示第一行数组,大小为4*4
printf("%d \n", sizeof(a[3]));
//4*4=16 假设有第四行的数组,此时第四行数组的大小是4*4=16
//sizeof操作符()内部不参与`真实运算`,所以实际上没有去越界访问
return 0;
}
10.指针笔试题
笔试题1:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
int* ptr = (int*)(&a + 1);
printf("%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));
//程序的结果是什么?
return 0;
}
2,5
(int*)(&a+1),这里&a表示数组的地址,然后+1是跳过整个数组大小,
*(a+1)表示首元素地址+1,就是a[2]的地址,然后解引用,就打印2
*(ptr - 1) 表示在跳过一个数组地址后再-1;就得到了没有跳过之前数组的最后一个元素的地址,再进行解引用,就得到了5
笔试题2:
//由于还没学习结构体,这里告知结构体的大小是20个字节
struct Test
{
int Num;
char* pcName;
short sDate;
char cha[2];
short sBa[4];
}* p;//p是一个结构体指针变量
//X86环境下演示:
//假设p 的值为0x100000。 如下表表达式的值分别为多少?
//已知,结构体Test类型的变量大小是20个字节
int main()
{
p = (struct Test*)0x100000;//这里是强制把0x100000地址赋值给p
printf("%p\n", p + 0x1);
//这里就是给整个结构体地址+1,跳过一个结构体的地址20;0x100014
printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);
//就是强制转换为整形+1;0x100001
printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);
//就是强制换行为地址+1,就是加4;0x100004
return 0;
}
笔试题3:
//小端,X86环境
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[4] = { 1,2,3,4 };
int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[4] = { 1,2,3,4 };
int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
//&a表示取出数组的地址,&a+1表示跳过数组,到数组后面的地址
//(int*)(&a+1)将这个地址强制类型转换成int*,放到ptr1里面
int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
//a表示数组首元素地址,(int)a将这个地址强制类型转换成int类型
//(int)a + 1,就是地址+1
//(int*)((int)a + 1)将这个地址强制类型转换成int*,放到ptr2里面
printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);
//4 ptr[-1]==>*(ptr-1)得到数组最后一个元素,即4,%x八进制打印结果也是4
//02 00 00 00 *ptr2得到的就是被强制类型转换为int类型的地址的值+1,地址的单位是字节
//ptr2解引用就是访问 00 00 00 02 (小端字节序存储),打印的时候就是 02 00 00 00
return 0;
}
笔试题4:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[3][2] = { (0,1),(2,3),(4,5) };
int* p;
p = a[0];
printf("%d", p[0]);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[3][2] = { (0,1),(2,3),(4,5) };
//初始化{}内部的( )是逗号表示式,结果是最后一个表达式的结果
//相当于{1,3,5}
int* p;
p = a[0];//a[0]是第一行数组名,没有&,没有单独放到sizeofn()内,表示首元素地址
//将二维数组第一行第一个元素的地址赋值给p
printf("%d", p[0]);//等价*(p+0)
//1
return 0;
}
笔试题5:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[5][5];
int(*p)[4];
p = a;
printf("%p,%d\n", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]);
return 0;
}
笔试题6:
#include<stdio.h>
int main()
{
int aa[2][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* ptr1 = (int*)(&aa + 1);
int* ptr2 = (int*)(*(aa + 1));
printf("%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
return 0;
}
详解及结果展示:
#include<stdio.h>
int main()
{
int aa[2][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* ptr1 = (int*)(&aa + 1);
//&aa + 1 跳过整个数组,指向数组后面的地址
int* ptr2 = (int*)(*(aa + 1));
//*(aa + 1) 等价与aa[1],第二行首元素地址
printf("%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
//10,5
return 0;
}
笔试题7:
#include<stdio.h>
int main()
{
char* a[] = { "work","at","alibaba" };
char** pa = a;
pa++;
printf("%s\n", *pa);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main()
{
//字符指针数组只存储每个字符串-首字符地址
char* a[] = { "work","at","alibaba" };
char** pa = a;
pa++;
//pa指向a[1]的地址,a[1]存放"at"常量字符串的首地址
printf("%s\n", *pa);
//*pa找到a[1],打印 at
return 0;
}
笔试题8:
#include<stdio.h>
int main()
{
char* c[] = { "ENTER" , "NEW" , "POINT", "FIRST" };
char** cp[] = { c + 3, c + 2, c + 1, c };
char*** cpp = cp;
printf("%s\n", **++cpp);
printf("%s \n", *-- * ++cpp + 3);
printf("%s \n", *cpp[-2] + 3);
printf("%s \n", cpp[-1][-1] + 1);
return 0;
}
#include<stdio.h>
int main()
{
char* c[] = { "ENTER","NEW","POINT","FIRST" };
char** cp[] = { c + 3, c + 2, c + 1, c };
char*** cpp = cp;
printf("%s\n", **++cpp);
//"POINT"
printf("%s\n", *-- * ++cpp + 3);
//注:printf里面执行的语句一直存在且生效
//先看(*++cpp)解引用拿到C+1内容,然后(*--c+1),内容由(c+1)变成了(c)了,就由c的地址解引用指向"ENTER",最后+3移动3个字节,打印"ER"
//"ER"
printf("%s\n", *cpp[-2] + 3);
//"ST"
printf("%s\n", cpp[-1][-1] + 1);
//"EW"
return 0;
}