深度剖析指针

深度剖析指针

  • 1. 字符指针
  • 2. 指针数组
  • 3. 数组指针
    • 3.1数组指针的定义
    • 3.2 &数组名VS数组名
    • 3.3 数组指针的使用
  • 4. 数组传参和指针传参
    • 4.1 一维数组传参
    • 4.2 二维数组传参
      • 多维数组传参
    • 4.3 一级指针传参
    • 4.4 二级指针传参
      • 二级指针和二维数组的关系
  • 5. 函数指针
  • 6. 函数指针数组
  • 7. 指向函数指针数组的指针
  • 8. 回调函数

1. 字符指针

在指针的类型中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;
}

还有一种使用方式如下:

int main()
{
    const char* pstr = "hello DaiZhong";//这里是把一个字符串放到pstr指针变量里了吗?
    printf("%s\n", pstr);
    return 0;
}

深度剖析指针_第1张图片
特别容易以为是把字符串 hello DaiZhong 放到字符指针 pstr 里了,但是/本质是把字符串 hello
bit. 首字符的地址放到了pstr中。
在这里插入图片描述
上面代码的意思是把一个常量字符串的首字符 h 的地址存放到指针变量 pstr 中。
接下来看一个题

#include 
int main()
{
    char str1[] = "hello daizhong";
    char str2[] = "hello daizhong";
    const char *str3 = "hello daizhong";
    const char *str4 = "hello daizhong";
    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;
}

深度剖析指针_第2张图片
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,当这两个指针。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块。所以str1和str2不同,str3和str4不同。

2. 指针数组

int* arr1[10];//整型指针的数组
char* arr2[4];//一级字符指针的数组
char** arr3[5];//二级字符指针的数组

3. 数组指针

3.1数组指针的定义

数组指针是数组的指针,指一种指针。
下面那个代码是数组指针?

int* p1[10];
int* (p2)[10];
//p1,p2分别是什么?
//这里要注意:[]的优先级要高于*号的,所以必须加上()后,p才先和*结合。
int* p1[10];  
解释: [10]先和p1结合,*再和p1[10]结合,所以*和数组p1[10]结合
 故它为指针数组,该数组有10个元素,每个元素的类型是int*
int* (p2)[10];
//解释:p2先和*结合,说明p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。

3.2 &数组名VS数组名

对于下面的数组:

int arr[10];

arr 和 &arr 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);
    return 0;
}

运行结果是这样的
深度剖析指针_第3张图片
好像一样哎
我们再看一段代码:

#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
深度剖析指针_第4张图片
深度剖析指针_第5张图片
根据上面的代码和计算结果我们发现,其实&arr和arr,虽然值是一样的,但是意义应该不一样的。
我们发现arr+1较arr的地址跳过4个字节,&arr+1较&arr跳过了40个字节。
实际上: &arr 表示的是数组的地址,而不是数组首元素的地址。(细细体会一下)
图解:
深度剖析指针_第6张图片

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:

#include 
int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int (*p)[10] = &arr;//把数组arr的地址赋值给数组指针变量p
    //但是我们一般很少这样写代码
    return 0;
}

一个数组指针的使用:

#include 
void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)//打印二维数组函数
{
    int i = 0;
    for(i=0; i<row; i++)
   {
   		int j = 0;
        for(j=0; j<col; j++)
       {
            printf("%d ", arr[i][j]);
       }
              printf("\n");
   }
}
void print_arr2(int (*arr)[5], int row, int col)
{
    int i = 0;
    for(i=0; i<row; i++)
   {
   		int j = 0;
        for(j=0; j<col; j++)
       {
            printf("%d ", arr[i][j]);
       }
        printf("\n");
   }
}
int main()
{
    int arr[3][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
   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;
}

解释:
深度剖析指针_第7张图片

接下来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];

图解:
深度剖析指针_第8张图片

4. 数组传参和指针传参

4.1 一维数组传参

#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);
}

图解:
深度剖析指针_第9张图片

4.2 二维数组传参

#include

	void test(int arr[3][5])//ok?
	{}
	void test(int arr[][])//ok?
	{}
	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。
	void test(int* arr)//ok?
	{}
	void test(int* arr[5])//ok?
	{}
	void test(int(*arr)[5])//ok?
	{}
	void test(int** arr)//ok?
	{}
	int main()
	{
		int arr[3][5] = { 0 };
		test(arr);
		return 0;
	}

多维数组传参

	作为函数的多维数组名的传递方式和一维数组名相同————实际传递的就是个指向数组第一个元素的指针。但两者的区别在于,
多维数组的每个元素本身是另外一个数组,编译器需要知道他的维度,以便为函数形参的下标表达式进行求值。
    多维数组名的值是一个指向它第1个元素的的指针,也就是一个指向数组的指针。对该指针进行运算将根据它所i指向数组的
长度对操作数进行调整。当一个多维数组名作为参数传递给一个函数数时,它所对应的函数形参的声明中必须显式指明第二维(和接下去所有维)的长度。

深度剖析指针_第10张图片

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

这是一个简单的一维数组的传参以及打印

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?

void test1(int *p)
{}
//test1函数能接收什么参数?

深度剖析指针_第11张图片

4.4 二级指针传参

#include 
void test(int** ptr)//函数声明中形参用二级指针接收
{
	printf("num = %d\n", **ptr);
}
int main()
{
	int n = 10;
	int* p = &n;//指针变量p存入的是n的地址
	int** pp = &p;//指针变量pp存入的是p的地址
	test(pp);//实参传参传的是二级指针
	test(&p);//实参传参传的是二级指针
	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?

#include
void test(char** p)
{

}
int main()
{
	char c = 'b';
	char* pc = &c;//一级指针变量pc
	char** ppc = &pc;//二级指针变量ppc
	char* arr[10];
	//指针数组arr,数组名arr是首元素地址,首元素arr[0]存放的也是一个指针
	//所以arr相当于一个二级指针
	test(&pc);
	test(ppc);
	test(arr);//Ok?

	return 0;
}

分析:
深度剖析指针_第12张图片

二级指针和二维数组的关系

但是当形参为二级指针的时候,实参不可以传二维数组
下面解释一下二级指针和二维数组的关系,如果理解前面的多维数组传参这里因该也理解。
看个例子

#include
void test1(int** p1)
{

}
void test2(int(*p2)[5])
{

}
int main()
{
	int arr[3][5] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	test1(arr);
	test2(arr);
	return 0;
}

这段代码它会报错
在这里插入图片描述
因为二维数组数组名arr代表的是首元素地址,即为arr[0]的地址,下图可见&arr[0]的类型是int[5]*。所以test函数声明的形参位置也应该拿一个类型为int[5]*的形参来接收,即p2,而不是p1,所以用二级指针p1做形参时,实参不可以传二维数组。
深度剖析指针_第13张图片

总结:二维数组名不是二级指针,而是一个数组指针,类型与二级指针不同

5. 函数指针

首先看一段代码

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

输出的结果:
在这里插入图片描述
输出的是两个地址,这两个地址是 test 函数的地址。
那我们的函数的地址要想保存起来,怎么保存?
下面我们看代码

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();

首先,能给出存放函数指针的存储地址,现要求pfun1或者pfun2是指针,那哪个是指针?
答案是:

pfun1可以存放。pfun1先和*结合,所以pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参数,其返回类型是void

阅读两段有意思的代码

//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

可以将( *( void ( * ) ( ) ) 0)( );分成肢解几个部分来分析

深度剖析指针_第14张图片

所以说( *( void ( * ) ( ) ) 0)( );这是一个函数调用

同样也是把signal ( int , void ( * ) ( int ) )肢解

深度剖析指针_第15张图片

signal ( int , void ( * ) ( int ) );所以它是一个函数声明

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,那我们已经学习了指针数组,比如:

int *arr[10];
//数组的每个元素是int*

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 *parr2[10]();
int (*)() parr3[10];

答案是:parr1
parr1首先和[10]结合,说明parr1[10]是一个数组,数组内容为int( * ) ()的指针
函数指针的用途:转移表

#include
void test1(int** p1)
{

}
void test2(int(*p2)[5])
{

}
int main()
{
	int arr[3][5] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	test1(arr);
	test2(arr);
	return 0;
}
#include 
void test()
{
	printf("hehe\n");
}
int main()
{
	printf("%p\n", test);
	printf("%p\n", &test);
	return 0;
}
实现计算器
#include
int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
	return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
	return a / b;
}

int main()
{
	printf("*****************************\n");
	printf("*******1.add   2.sub*********\n");
	printf("*******3.mul   4.div*********\n");
	printf("*****************************\n");
	printf("请选择\n");
	int intput = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;
	scanf("%d", &intput);
	do 
	{
		switch (intput)
		{

		case 1:
			printf("请输入操作数:\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			int ret = add(x, y);
			printf("ret = %d", ret);
			break;
		case 2:
			printf("请输入操作数:\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = sub(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 3:
			printf("请输入操作数:\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = mul(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 4:
			printf("请输入操作数:\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = div(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 0:
			printf("退出程序\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;

			break;
		}

	} while (intput);
	
	return 0;
}

用函数指针实现:


#include 
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
	return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
	return a / b;
}
int main()
{
	printf("*************************\n");
	printf("*******1.add  2.sub******\n");
	printf("*******3.mul  4.div******\n");
	printf("*******0.exit     *******\n");
	int x = 0;
	int y = 0;
	int intput = 0;
	int (*arr[5])(int x, int y) = { 0,add,sub,mul,div };//转移表
	printf("请选择\n");
	do
	{
			scanf("%d", &intput);
			if (intput >= 1 && intput <= 4)
			{
				printf("请输入操作数:\n");
				scanf("%d %d", &x, &y);
				int ret = arr[intput](x, y);
				printf("%d", ret);
			}
			else if (intput == 0)
			{
				printf("退出计算器\n");
			}
			else
			{
				printf("输入错误请重新输入\n");
			}

	} while (intput);

	return 0;
}

7. 指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针是一个 指针
指针指向一个 数组 ,数组的元素都是 函数指针 ;
如何定义?

void test(const char* str)
{
 printf("%s\n", str);
}
int main()
{
 //函数指针pfun
 void (*pfun)(const char*) = test;
 //函数指针的数组pfunArr
 void (*pfunArr[5])(const char* str);
 pfunArr[0] = test;
 //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
 void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
 return 0;
}

8. 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。

首先演示一下qsort函数的使用:

#include
#include
#include

typedef struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
}Stu;

int int_cmpar(const void*e1,const void*e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;//void*是空类型指针  可以存放各种类型指针 但是使用时要强转换为你存入的类型才可使用
}

int int_cmpar_age(const void* e1, const void* e2)
{
	return ((Stu*)e1)->age - ((Stu*)e2)->age;
}

int int_cmpar_name(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((Stu*)e1)->name, ((Stu*)e2)->name);//strcmp()函数比较时是一一对应比较,然后str1>str2 返回>0 str1=str2 返回0 str1
}

void test1()//对整型数组排序的使用
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmpar);
	
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("% d", arr[i]);
	}

}

void test2()//对结构体的使用
{
	int i = 0;
	Stu arr[3] = { {"zhangsan",20} ,{"lisi",50}, {"wangwu",18} };//定义三个结构体变量
	qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmpar_age);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("% d", arr[i].age);
	}
}
void test3()
{
	int i = 0;
	Stu arr[3] = { {"zhangsan",20} ,{"lisi",50}, {"wangwu",18} };//定义三个结构体变量
	qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmpar_name);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%s ", arr[i].name);
	}
}

int main()
{
	//qsort()函数的头文件是stdlib.h 
	//源函数声明为void qsort (void* base, size_t num, size_t size,int (*compar)(const void*, const void*));
	printf("对整型数组排序的使用\n");
	test1();
	printf("\n对结构体数组年龄的使用\n");
	test2();
	printf("\n对结构体数组名字的使用(字符串类似)\n");
	test3();
	return 0;
}

使用回调函数,模拟实现qsort(采用冒泡的方式)。

//模仿qsort的功能实现一个通用的冒泡排序

#include
#include
void swap(char* e1,char* e2,size_t width)
//因为实参用char*类型的地址,所以形参也用char*类型去接收
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)//每一个数组元素的宽度是width 所以一个字节一个字节的交换 遍历width次
	{
		int temp = *(char*)e1;
		*e1 = *e2;
		*e2 = temp;
		e1++;
		e2++;
	}
}
	

void Bubble_Sort(void*base,size_t sz,size_t width,int(*cmpar)(const void*,const void*))//冒泡排序
{
	size_t i = 0;//遍历趟数,一共sz-1趟
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		size_t j = 0;//实现每一趟每一个数的遍历
		//最初遍历sz-1个数,每遍历完一趟后就会有一个数变为有序状态,所以每一次都少遍历一个数 
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (cmpar((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)//如果前一个数大于后一个数则交换
			{
				//因为不知道是什么类型所以一律按 char*类型(一个字节)×width(类型宽度)去取地址,再加上j的遍历
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
			}
		}
	}
}

int int_cmpar(const void*e1,const void*e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}

typedef struct Student //初始化结构体变量
{
	char name[20];
	int age;
}Stu;

int_cmpar_age(const void*e1,const void*e2)
{
	return ((Stu*)e1)->age - ((Stu*)e2)->age;
}

int_cmpar_name(const void*e1,const void*e2)
{
	return strcmp(((Stu*)e1)->name, ((Stu*)e2)->name);
}
void test1()//对整型数组进行冒泡排序
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	Bubble_Sort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmpar);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("% d", arr[i]);
	}
}

void test2()//对结构体的整形使用
{
	int i = 0;
	Stu arr[3] = { {"zhangsan",20} ,{"lisi",50}, {"wangwu",18} };//定义三个结构体变量
	Bubble_Sort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmpar_age);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("% d", arr[i].age);
	}
}
void test3()//对结构体的字符串的使用
{
	int i = 0;
	Stu arr[3] = { {"zhangsan",20} ,{"lisi",50}, {"wangwu",18} };//定义三个结构体变量
	Bubble_Sort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmpar_name);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%s ", arr[i].name);
	}
}
int main()
{
	printf("对整型数组用冒泡排序Bubble_Sort排序\n");
	test1();
	printf("\n对结构体年龄用冒泡排序Bubble_Sort排序\n");
	test2();
	printf("\n对结构体名字用冒泡排序Bubble_Sort排序\n");
	test3();
	return 0;
}

第一次写这么长的文章,2天才完成呢,也算是自己的一个学习笔记,望采纳。

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