C语言——指针

目录

指针是什么

野指针

字符指针

指针数组

数组指针

        &数组名和数组名

        数组指针的使用

数组参数、指针参数

        一维数组传参

        二维数组传参

        一级指针传参 

        二级指针传参

函数指针

函数指针数组 

 回调函数

        qsort函数的使用 

        模拟实现qsort函数 

结语

---

指针是什么

指针理解的2个要点：
1. 指针是内存中一个最小单元的编号，也就是地址。
2. 平时口语中说的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量。
也就是是说，指针是变量，用来存放地址的，也就是内存。

简单来说的指针：

1. 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。

2. 指针的大小是固定的4/8个字节（32位平台/64位平台）。

3. 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。

4. 指针运算。

 （*）这个像乘号的符号在这里是解引用的意思，NULL是空指针的意思。

---

野指针

野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）

成因1：指针未初始化

 

成因2：指针越界访问

 成因3：指向的空间释放

---

字符指针

char* 就是字符指针，用来存放字符的。

这里通过修改 *pc 和 *j 来改变了 ch 和 i 的内容。

这里是不是感觉把整个字符串放进了字符指针中？其实只是把字符串的首字母放了进去，前面用const会更严谨一些。 

再来看下面这段代码，可以看出指针变量会把相同的内容放在同一块地址中，而下面两行会创建两个数组，两个数组的首元素地址是不一样的，所以把地址打印出来就会得到下面的结果。

---

指针数组

首先先理解一下这个名字，方便接下来的介绍。

比如：好老师。好是形容词，老师是名词，最终是老师。

那指针数组：存放的是指针，它是一个数组，最终是数组。

下面有两个例子：

 

 用指针数组就可以模拟出一个二维数组

 

如同创建了一个三行五列的二维数组 

 

 这里也有不同的写法 

 

---

数组指针

按照规则：

这是指针，指向数组的

之后要是判断都要通过这个解释，（*）的优先级要低于（ [ ] ），所以要加上（）

        &数组名和数组名

虽然前两个的结果一样，通过加1我们可以知道，arr + 1跳过了一个元素，但是 &arr + 1 跳过了一整个数组。

        数组指针的使用

数组参数、指针参数

在写代码的时候可能要把 [数组] 或者 [指针] 传给函数

        一维数组传参

形参写成数组的形式：

此处的形参的数值可写可不写。

形参写成指针的形式：

无论是数组传参还是指针传参，传过去的都是数组首元素的地址，然后从首元素依次向后访问

         二维数组传参

形参写成数组的形式：

这里二维数组的行可写可不写，只要不乱写，但是列必须写， 总之传过来的都是数组首元素的地址，对于二维数组来说，数组首元素的地址是二维数组第一行的地址。

所以也可以这样写：

         一级指针传参 

看下面这个例子： 

 这里函数的参数部分是指针的形式，所以我们只要传一个地址过来就可以实现这个函数；

        二级指针传参

二级指针就是存放一级指针的指针

这里函数的参数就是二级指针，所以要传入一个二级指针

可以传入一个指针数组 ，因为数组中每个元素都是指针。

函数指针

当然就是指向函数的指针

既然是指针，那就会有地址，函数本身就是有地址的。

对于函数指针该怎么使用，（）这个符号的意思是函数调用符号，所以既然使用函数指针，就要用（*p），要把Add这个函数存进（*p）中，函数参数有两个，都是int类型，最后函数的返回值是int。

函数指针就可以这样用，这里说一下，这个(*p)的括号是不可以省略的，但是这个 * 是可以省略的，为了方便理解，最好还是把这个 * 加上。

 

函数指针数组 

 

下面模拟了一个简单的计算器

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");
	printf("**************************\n");
}
int main()
{
	int ret = 0;
	int input = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;
	int (*pfArr[5])(int, int) = { 0, Add, Sub, Mul, Div };
	do
	{
		menu();
		printf("请选择\n");
		scanf("%d", &input);
		if (input == 0)
		{
			printf("退出程序\n");
		}
		else if (input >= 1 && input <= 4)
		{
			printf("请输入两个操作数\n");
			scanf("%d%d", &x, &y);
			ret = pfArr[input](x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
		}
		else
		{
			printf("选择错误，请重新选择\n");
		}
	} while (input);
	return 0;
}

如果这里想写一个指向函数指针数组的指针该怎样去写呢？ 

 

 

所以这样写也是可以的 

 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。

        简单来说就是在函数中调用另一个函数。

void menu()
{
	printf("**************************\n");
	printf("***** 1.Add   2.Sub ******\n");
	printf("***** 3.Mul   4.Div ******\n");
	printf("******** 0.exit **********\n");
	printf("**************************\n");
}
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 calc(int (*pf)(int, int))
{
	int ret = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;

	printf("请输入两个操作数：\n");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = (*pf)(x, y);
	printf("%d\n", ret);
}

int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择\n");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 0:
			printf("退出程序\n");
			break;
		case 1:
			calc(Add);
			break;
		case 2:
			calc(Sub);
			break;
		case 3:
			calc(Mul);
			break;
		case 4:
			calc(Div);
			break;
		default:
			printf("选择错误，请重新选择\n");
			break;
		}
				
	} while (input);
	return 0;
}

 继续拿上面那个例子，在calc函数中调用各个函数，也就是回调函数的简单用法。

        qsort函数的使用 

这个函数是需要引头文件的：#include

#include 
void print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return (*(int*)e1 - *(int*)e2);//这里要强制类型转换一下，因为void不知道是几个字节，排序什么样的数据就要强制类型转换成什么
}
void test()
{
	int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	print_arr(arr, sz);
}
int main()
{	
	test();
	return 0;
}

这个qsort函数默认是排升序的，如果想要排降序，只需要把e1 和 e2的位置换一下，也可以在cmp_int函数返回值前加一个符号，就如同：

        模拟实现qsort函数 

void print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return (*(int*)e1 - *(int*)e2);
}
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}
void bubble_sort(void* base, int num, int width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{   //cmp是一个函数指针，指向cmp_int
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)//排为升序，前面的大于后面的就交换，这里的解释下面有图
			{
				//交换
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}
void test()
{
	int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);//这就是模拟的qsort函数
	print_arr(arr, sz);//打印函数

}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

       这里的模拟qsort函数使用冒泡排序的方法实现的，这只是一种实现方法，并不是唯一的方法。

结语

        对于C语言指针方面的内容就介绍完了，对于指针来说，让人又爱又恨，爱是它可以说是C语言的灵魂，恨是它真的比较难懂。不管怎样还是要把它学明白，这对我们程序员可是非常有帮助的。