C语言指针之 进阶

前言

今天来较为深入的介绍一下指针，希望大家能有所收获～

那么，先进行一些简单的基础知识复习吧。

字符指针

格式：char *

补充：

表达式“abcdef”的值是首字符a的地址
所以当像下面这么使用时，它的含义是：

char *pc = “abcde”

pc存储的是a的地址

printf(“%s”, p)；

打印出的abcde

提示：

此处可以理解为将abcde存储在一个数组里面，数组名就是首元素地址

那么由此可以引出一个比较少见的写法：

输出的是c

注意

因为字符串“abcde”是常量，不可改变，但是，p作为指针变量是可以改变的，这时候改变p指向的对象程序就会报错。

所以最后在*左边加上const，使p指向的对象不可改变

一道题：

看下面这段代码：
问：输出结果是什么

#include 
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;
}

运行结果：

知识点：
当两个常量数组相同时，只会储存一份，
所以，虽然创建了两个变量，但存储的是同一个地址（同一个值）

图解：

指针数组

定义：存放指针的数组

用途：
可以用指针数组模拟一个二维数组

如下：

int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };
	
	int* arr[] = { arr1, arr2, arr3 };
	int i = 0;
 
	return 0;
}

数组指针

定义：指向数组的指针
格式（唯一）：
存储元素的类型 （*p）[数组大小] = &arr

注意：要明确指定出数组的大小,如果不写就默认为0，程序会报错。

但数组指针的使用不常见，
因为当对数组指针进行解引用后，就是数组名，多此一举。
就算使用，也大多用于二维数组，下面举个例子

void print(int (*p)[5], int r, int c)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("%d ", p[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(arr, 3, 5);
 
	return 0;
}

此处数组名指向的是二维数组的第一行
这里传递的 arr，也就是第一行的地址，是一维数组的地址
此处用数组指针来接收。

旧识新知

数组名指的是首元素的地址，
但有两个例外
1.sizeof（数组名）此处指的是整个数组

2.&数组名
取出的是数组的地址

那么创建一个变量存储数组的地址，他就是数组的指针，简称数组指针

但是 此处需要注意区分数组名和取地址数组名，虽然在打印时二者是一样的，但在运算时，因为 &arr 表示的是 数组的地址 ，所以它是以整个数组大小去运算的，而不是数组中首元素的大小

示例如下：

#include 
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;
}

运行结果：

这样就能直观的看出二者的区别

一组辨析

大家可以思考一下下面几行的代码的含义是什么

int arr[5];
int *parr1[10];
int (*parr2)[10];
int (*parr3[10])[5];

解释：

数组传参和指针传参

接下来，我会为大家介绍三种传参情况
一维数组传参、二维数组传参、一级指针传参、二级指针传参

一维数组传参

看看下面这段代码，思考一下那种传参方式是可行的。

#include 
void test(int arr[])//ok?
{}
void test(int arr[10])//ok?
{}
void test(int* arr)//ok?
{}
void test2(int* arr[20])//ok?
{}
void test2(int** arr)//ok?
{}
 
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 int* arr2[20] = { 0 };
 test(arr);
 test2(arr2);
}

答案是：这些写法都可以。

数组传参传的是数组首元素的地址。

二维数组传参

我们先看这段代码：

void test(int arr[3][5])//ok？
{}
void test(int arr[][])//ok？
{}
void test(int arr[][5])//ok？
{}
void test(int *arr)//ok？  这是接收一维数组的写法
{}
void test(int* arr[5])//ok？这是指针数组，也不行
{}
void test(int (*arr)[5])//ok？这才是对的，用数组指针
{}
void test(int **arr)//ok？二级指针是用来接收一级指针的，所以也不行
{}
int main()
{
 int arr[3][5] = {0};
 test(arr);
}

知识点：

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，这样才可以运算。

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 };
	int* p = arr;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//一级指针p，传给函数
	print(p, sz);
	return 0;
}

用一级指针来实现打印数组。
一级指针传参，形参也要写成一级指针的形式来接收。

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？

有如下三种方式：

传入数组名（数组首元素的地址）
传入整型变量的地址
传入一级指针

二级指针传参

#include 
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;
}

同样，二级指针传参要用同样是二级指针的形参来接收

思考；

当函数的参数为二级指针的时候，可以接收什么参数？

有如下三种方式：

传进去一级指针的地址
传进去二级指针
传进去指针数组的首元素地址（也就是指针的地址）

函数指针

定义：指向函数的指针，在内存空间中存放的是函数的地址。

函数地址：&函数名
或者 直接写函数名
函数名就是函数的地址

代码示例：

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

程序输出的结果相同。

函数指针的存储

观察下面这段代码，看看那个才是函数指针

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();

答案：第一个
因为pfun1先与8结合，是一个指针，然后才指向这个函数。
这个函数不传参，并且返回类型为void

格式：
指针的类型 （*pf）（函数参数的类型） = 函数名

运用：

想通过函数指针来实现两个数的求和，可以怎么写呢？

代码如下；

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int (* pf2)(int, int) = &Add;//这里需要把类型强转换成整型
	int ret = (* pf2)(2, 3);
	printf("%d\n", ret);
 
	return 0;
}

所以函数调用可以写成：
pf（参数）

*个数随便写，但要用括号括起来，

（*pf）（参数）

提示：

在使用函数指针时，是不用写*的，因为pf本就是地址，想要调用函数，直接解引用就行，不用多写星号，并且此处写多少个星号都行，
写星号只是为了提醒其他人这个变量是函数指针，便于理解。

题目：

下面介绍两段有趣的代码，大家可以思考一下他们的含义是什么

1.

(*(void (*)())0)();

拆开来看：
void(*)()是一个函数指针类型，

对(void (*)())0，就是强制类型转换0，把0转换成可以接收函数地址的指针变量，

那么0地址处就有void(*)()这么一个函数，
所以这段代码的意思就是：调用0地址处的函数，这个函数没有参数，返回类型是void。

2.

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

这行代码我们从里往外看

图解如下：

可以通过使用typedef，简化成两行代码：

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

结语

指针的知识暂时介绍到这里，下篇文章会继续介绍关于指针的知识，比如函数指针数组、指向函数指针数组的指针、回调函数等，我们下次见。