C语言指针详解——后篇

目录

一、指针与数组

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二、数组传参

2.1一维数组传参

2.2二维数组传参

三、函数指针及应用

四、函数指针数组

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一、指针与数组

先来看以下代码及运行的结果

#include 
int main()
{
 int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", &arr[0]);
    return 0; 
}

 这说明，数组名所表示的含义就是数组首元素的地址。

但是在两个操作符下，数组名表示的不是首元素地址，而是整个数组。

sizeof(数组名)，此时数组名表示整个数组，计算得出的结果是整个数组的大小

&数组名，此时数组名也表示整个数组，取出的是整个数组的地址

除此之外，一般数组名就是首元素地址，因此，可以建立指针与数组的联系，并利用指针对整个数组进行遍历或修改等一系列操作

int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int* p = arr; // p中存放首元素地址
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
for(int i = 0 ; i < sz ; i++)
{
    priintf("%d ", *(p+i)); //遍历数组
}

指针p首先指向数组第一个元素，再通过+i的方式向后跨越相应的步长，再解引用得到对应下标的元素

指针遍历操作也可以用下一种方法表示

for(int i = 0 ; i < sz ; i++)
{
    printf("%d ", p[i]);
}

而我们最初遍历数组时，最常用方法的就是

for(int i = 0; i < sz ; i++)
{
    printf("%d ",arr[i]);
}

对比上面两段代码，很可能会不太理解为什么指针p能够用[]下标引用操作符来访问数组成员，但是实际上，正如上文所述，一般情况下，数组名表示数组的首元素，也就是说，数组名本身也是一个指针，指向数组首元素。既然数组名这个指针可以使用[]，指针p当然也可以使用[]来访问其成员。

二、数组传参

2.1一维数组传参

一般情况下，我们不会在主函数内对数组进行修改，而是调用其他函数来完成，将数组作为参数传递给函数。为了简单，以下均以遍历数组为例

void print1(int* p, int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
}

void print2(int pa[], int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}
}

int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	print1(arr, sz);
    printf("\n");
    print2(arr, sz);
	return 0;
}

如上文所述，数组名本质是一个指向首元素的指针，所以在print函数中，需要用一个指针来接收数组，如函数print1。也可以像print2那样，创建一个名为pa的数组，[]内可以填任意正数（写太大也会报错的），但是填写数字没有意义。

调用print2上面这段代码的处理是，创建一个int* 类型的名为pa的指针，指向实参数组的首元素地址，和调用print1时一样。所以[]内没必要填入任何数字，没有意义。

数组传参时接收用print1和print2中两种方法都可以，一种更体现本质，一种更容易理解，具体用那种看个人喜好。

2.2二维数组传参

所谓二维数组，其实是多个一维数组拼接起来形成的。

二维数组的数组名也是一个指针，也指向数组中的首元素，但是指针类型是一个数组指针。上代码

int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int (*p)[3] = arr;
//第二行代码中必须加括号
//因为[]操作符的优先级大于*
//不加括号会导致p成为一个指针数组。

这里的arr是一个二维数组，由三个容量为3的一维数组拼接而成。

数组名表示首元素地址。这里的首元素不是1，而是第一行的整个一维数组地址。即arr为指向一个容量为3，元素类型为int的数组的数组指针。如下图所示

知道了二维数组数组名表示的是什么，就可以用相应类型的变量来接收它，仍以遍历为例

void print1(int (*p)[3], int row, int col)
{
	for (int i = 0; i < row; i++)
	{
		for (int j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", *(*(p+i)+j) );
		}
	}
}

void print2(int p[][3], int row, int col)
{
	for (int i = 0; i < row; i++)
	{
		for (int j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", p[i][j]);
		}
	}
}

int main()
{
	int arr[3][3] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	print1(arr, 3, 3);
	printf("\n");
	print2(arr, 3, 3);
	return 0;
}

对一个三行三列的二维数组进行遍历。

print1中，*(p+i)先定位到行，如当i为0时，定位到二维数组第一行，之后  *( *(p+i) + j)，再定位到列。一开始，p是一个数组指针，其步长为所指一维数组的大小，因此对p+i后会跨越一行。在第一次解引用后，p是一个int类型的指针，指向某行的第一个元素，对其+j即可确定列。这样，p就可以指向 i+1 行 j+1 列的元素（因为数组下标是从0开始，所以要+1），再对其解引用，即可获取该元素

print2要好理解的多，p[i][j]，先由 i 确定行，再由 j 确定列，然后获取元素。需要注意的是，参数中的int p[][3]，后面[3]中数字不可省略且必须与实参一致，因为这关系到指针的步长。前面[]中的数字无意义，不需要填写

如print2这样写读起来也比较方便，推荐二维数组操作时像print2这样用下标进行访问，可读性强

三、函数指针及应用

函数也有其地址，也可以用&函数名取出函数的地址，但是不加&符，一样会得到函数的地址

void f(int* a)
{
    *a = 10;
}

int main()
{
    printf("%p\n",f);
    printf("%p\n",&f);
}
//二者打印完全一样，没有区别

这里不能类比数组。对函数而言，获取其地址时，这两种方式的意义完全一样，没有区别

还要说明的是，函数指针p在使用时，加*与不加*效果也完全一样，看如下代码及结果，编译器没有提示错误。

void f(int* p)
{
	*p = 10;
}

int main()
{
	void (*p)(int*) = f;
	int a = 0;
	p(&a);
	printf("第一次调用后a = %d", a);
	a = 0;
	(*p)(&a);
	printf("第二次调用后a = %d", a);
}

 甚至于可以这样写

void f(int* p)
{
	*p = 10;
}

int main()
{
	void (*p)(int*) = f;
	int a = 0;
	p(&a);
	(*p)(&a);
    (&f)(&a);
    (*********p)(&a);
}

对于函数名来说，加*或加&与否都无所谓，摆设而已。但是*可以无限加，&只能加一个，因为两个&&就是按位与了

函数指针的应用是函数回调，如在c语言内置库函数快速排序qsort中，就用到了函数回调，下面是快速排序的函数声明

 第一个参数是待排序数组，第二个参数是数组元素个数，第三个参数是数组单个元素大小，第四个参数就是函数指针

这个函数指针是一个指向返回值为int，参数为两个const void*的函数。

这里需要的是一个比较函数，当返回值为正数时，p1会排到p2前，返回负数时，p1排到p2后，返回0时，不动。

所以，我们要排序一个数组，可以这样来调用

int cmp(const void* p1, const void* p2)
{
    return (*(int*)p2) - (*(int*)p1);  //降序
    //return (*(int*)p1) - (*(int*)p2); //升序
}

int main()
{
    int arr[9] = {2,321,41,1,45,6,78,43,2};
    qsort(arr,9,4,cmp);
}

cmp函数之所以会用const void*做参数，是因为这种类型可以接收所有指针，可以比较更多类型的元素，不会局限于某一种。传入参数之后，我们对p1，p2进行相应的类型转换，再解引用即可得到其原本的数值

这样，我们就可以得到降序排列的数组，如果修改cmp为注释掉的返回方法，则会得到升序排列的数组。快排的具体实现相对复杂一点，这里先简单介绍用法。

快排的内部就是调用了我们的cmp函数，通过函数指针的方式来回调cmp函数，从而知道如何对元素进行排序，即排升序还是降序。

函数指针并不是很常用，一般做到认识即可

四、函数指针数组

数组可以存放相同类型的元素，当然也可以用来存放函数指针，只不过这个用法也少见，了解一下即可

int (*parr1[10])();

这是一个容量为10，存储返回值为int，参数为空的函数指针的一个函数指针数组，听起来有点绕。换一种方法，去掉数组名parr1，及容量[10]，还剩下int (*) ()，前面的int是返回值类型，后面的()是参数列表，通过这种方法可以相对容易的判断所存储的函数指针类型。

函数指针数组也叫转移表，其用途之一是计算器，若是感兴趣可以查一下，因为转移表本身不常见不常用，在此就不写了。