指针进阶(一)

本章重点

1. 字符指针

2.数组指针

3.指针数组

4. 数组传参和指针传参

指针的主题，我们在初级阶段的《指针》章节已经接触过了，我们知道了指针的概念：

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. 指针的运算。

这个章节，我们继续探讨指针的高级主题。

1. 字符指针

字符指针是指向字符型数据的指针变量

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;
}

我们知道c语言中有整形，浮点型，字符型，但是没有字符串类型，所以我们通常用字符数组来存储字符串。

int main()
{
    char arr[] = "abcdef"
    char * parr = &arr;
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for(i = 0; i<sz; i++)
    {
        printf("%c",*(parr+i));
    }
    return 0;
}

另外，还有另一种方式，用一个指针指向字符串的方式来表示字符串。

int main()
{
    char *pstr = "abcdef";
    printf("%s",pstr);
}       

代码char* pstr = "abcdef"特别容易让同学以为是把字符串abcdef放到字符指针 pstr里了，其实不是。注意，上述“abcdef”代表的是常量，不是把"abcdef"放到字符指针中，上面代码的意思是把一个常量字符串的首字符 a的地址存放到指针变量 pstr中。

字符串中""的作用是：

1.申请常量区的空间，存放字符串

2.在字符串的结尾加上’\0’

3.返回该字符串的地址

大家一定有疑问，为什么可以将字符串常量赋给字符指针变量？

因为我们定义的是一个普通字符指针，并没有定义空间来存放"abcdef"，所以编译器会帮我们找地方来放"abcdef"，显然，把这里的"abcdef"当成常量并把它放到程序的常量区是编译器最合适的选择。"abcdef"的值不是字符本身，而是返回的地址，是地址就可以用指针来接收。所以可以将字串常量赋值给字符指针变量。

注意，用字符数组存储字符串的时候，"abcdef"不是常量字符串，定义了一个字符数组就定义了空间存放字符串，字符数组是将字符逐个存放，所以编译器就将char [] = “abcdef” 解析为char[]={‘a’,b’‘,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’,’\0’};

还有一点就是，因为"abcdef"为常量字符串，所以无法修改其值，强制修改，程序会崩溃。

我们最好用const修饰一下，程序就不会崩溃了（因为根本编译不过去）。

练习一下，一道面试题：

#include 
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;
}

这里最终输出的是：

结论：我们知道"hello world"是常量字符串，存储在常量区，而且不能修改，地址是一定的，这里的地址是首元素a的地址，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空间，所以str1和str2不同，str3和str4不同。

2.指针数组

在《指针初阶》章节我们也学了指针数组，指针数组是一个存放指针的数组，
感兴趣的同学，可以去看看。

3.数组指针

3.1数组指针的定义

数组指针是指针？还是数组？

答案是：指针。用语文的角度来说就是，数组是修饰词，指针才是主语。比如，小猪佩奇，佩奇才是主语，小猪是修饰词。以上都是我瞎说的，哈哈哈哈，我语文很差的，反正我是这么理解的。

我们已经熟悉：

整形指针： int * pi—> 能够指向整形数据的指针—>可以存放整形的地址

字符型指针： char * pc—> 能够指向字符型数据的指针—>可以存放字符地址

那数组指针应该是：能够指向数组的指针—>可以存放数组的地址

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 *p1[10];

解释：p1先和[10]结合,说明p1是一个数组，存储10个元素，每个元素的类型是int *,所以p1中存储的是指针，p1是指针数组。

int (*p2)[10];

解释：p2先和*结合，说明p2是一个指针变量，然后指着指向的是一个大小为10个整型的数组。所以p2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。

3.2&数组名VS数组名

对于下面的数组：

int arr[10];

arr和 &arr和&arr[0]分别是啥？

我们知道arr是数组名，数组名表示数组首元素的地址。

那&arr数组名和&arr数组首元素到底是啥？

我们看一段代码：

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

运行结果如下：

我们再看一段代码：

int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", arr + 1);
    printf("\n");
    printf("%p\n", &arr[0]);
    printf("%p\n", &arr[0] + 1);
    printf("\n");
    printf("%p\n", &arr);
    printf("%p\n", &arr + 1);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果如下：

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，&arr[0]和arr表示的都是数组首元素的地址。（细细体会一下）

本例中 &arr 的类型是： int(*)[10]，是一种数组指针类型

**&arr取出的是整个数组的地址，p2和*结合，说明它是指针，它指向数组arr, 组arr有10个元素，所以 ( p2)和[10]结合，arr数组中每个元素的类型是int , 所以 int ( p2)[10] = &arr;

*不是解引用操作符，而是说明p2是个指针

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.

类比练习：

*&arr2取出的是整个数组的地址，parr和*结合，说明它是指针，它指向数组arr2, 数组arr2有5个元素，所以 ( p2)和[5]结合，arr2数组中每个元素的类型是char * , 所以 char ( p2)[10] = &arr;

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。

看代码：

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int (*p)[10] = &arr;   
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for(i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", *(*p + i));//p是指向数组的，*p其实就相当于数组名，数组名又是数组首元素的地址
        //所以*p本质上是数组首元素的地址 *p == arr
    }
	return 0;
}

我们发现这样使用非常别扭，一般我们并不会这样使用，而是像下面的代码使用。

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};     
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for(i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ",*(arr + i));
    }
	return 0;
}

再看代码：

void test1(int* str,int n)
{
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ",*(str + i));
    }
}
void test2(int (*str)[5],int n);
{
     for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ",*(*str + i));
    }
}
int main()
{
    int arr[5] = {1,2,3,4,5};
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    test1(arr,sz);
    test2(&arr,sz);
    return 0;
}

这里我们说一下，我们在函数传参时，&arr的效果没有arr好。之前我们说过&arr是取出整个数组的地址，你是不能够解引用一次就把他打印出来的。而arr解引用一次就足够了。这是因为你对整个数组的地址解引用得到的是一个一维数组的数组名，这里的数组名就是数组首元素的地址，这时就和直接在函数调用传arr的结果一样。

一个数组指针的使用：

void print_arr1(int arr[3][5], int r, int c)
{
    int i = 0;
    for(i=0; i < r; i++)
    {
        for(j=0; j < c; j++)
        {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}
void print_arr2(int (*arr)[5], int r, int c)
{
    int i = 0;
    for(i=0; i<r; i++)
    {
    	for(j=0; j<c; j++)
   	   {
   	  	  printf("%d ", arr[i][j]);//*(*(arr+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};
    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我们来一起回顾并看看下面代码的意思：

int arr[5];

int *parr1[10];

int (*parr2)[10]

int (*parr3[10])[5];

4. 数组参数、指针参数

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 
1.void test(int arr[])//ok?
{}
2.void test(int arr[10])//ok?
{}
3.void test(int *arr)//ok?
{}
4.void test2(int *arr[20])//ok?
{}
5.void test2(int **arr)//ok?
{}
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int *arr2[20] = {0};
    test(arr);
    test2(arr2);
}

问：上面的传参形式，是否正确？

答：均正确

我们知道，一维数组传参时，主要就是传数组名，而一维数组的数组名本质就是数组首元素的地址，所以也相当于传一个地址。

我们将数组名传递给test()函数，这里的arr是一个存放整形数据的数组

1.形参可以是数组，注意数组访问操作符([])中的数组元素个数可以省略，也可以写上。

2.形参也可以是指针，我们反复强调数组名是首元素地址，所以传过来的本质上是一个元素的地址，可以用int* 类型的指针接收。

我们将数组名传递给test2()函数，这里的arr2是一个存放int *类型数据的数组

3.形参可以是数组，注意数组访问操作符([])中的数组元素个数可以省略，也可以写上。

4.形参也可以是二级指针，本例中arr2的每个元素的类型是int *，说明他是一个指针数组，arr2代表数组首元素的地址，意为取arr2中首元素的地址，说明arr2是取地址的地址，所以可以用二级指针int **arr接收。

4.2 二维数组传参

1.void test(int arr[3][5])//ok？
{}
2.void test(int arr[][])//ok？
{}
3.void test(int arr[][5])//ok？
{}
//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。
4.void test(int *arr)//ok？
{}
5.void test(int* arr[5])//ok？
{}
6.void test(int (*arr)[5])//ok？
{}
7.void test(int **arr)//ok？
{}
int main()
{
    int arr[3][5] = {0};
    test(arr);
}

问：上面的传参形式是否正确？

答：1，3，6正确，其他错误。

我们知道，二维数组传参时，主要还是传数组名，而二维数组的数组名本质就是数组首元素的地址，但是这里数组首元素的地址相当于二维数组的第一行的地址，是一维数组的地址。

我们将数组名传递给test()函数，这里的arr是一个存放整形数据的二维数组

1.形参可以是二维数组，注意只能省略第一个[]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，便于计算。

2.形参不能是整形指针，这里传的arr是一维数组的地址，整形指针不能接收。

3.形参不能是一维整形指针数组，应该传二维指针数组或者指针。

4.形参可以是数组指针，arr是一维数组的地址，这个一维数组恰好有5个元素，而int (*arr)[5]可以指向一个5个整形元素的数组。

5.形参不能是二级指针，一维数组的地址不能用二级指针接收。

4.3 一级指针传参

#include 
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] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int *p = arr;
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    //一级指针p，传给函数print
    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？
//如果函数的参数部分是一级指针
int main()
{
    int a = 10;
    int *ptr = &a;
    int arr[10]；
    test1(&a);//整形变量的地址
    test1(ptr);//存放整形变量的地址的指针
    test1(arr);//整形变量首元素的地址
	return 0;
}

4.4 二级指针传参

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)
{}
//test函数能接收什么参数?
//如果函数的参数是二级指针
int main()
{
    char c = 'b';
    char*pc = &c;//pc是一级指针
    char**ppc = &pc;//ppc是二级指针
    char* arr[10];
    //二级指针传参
    test(&pc);//传二级指针变量
    test(ppc);//传一级指针变量的地址
    test(arr);//Ok? Ok
    //传指针数组首元素的地址
    return 0; 
}