C语言指针详解

C语言指针详解

 

目录

字符指针

数组指针

指针数组

数组传参和指针传参

函数指针

函数指针数组

指向函数指针数组的指针

回调函数

数组笔试题

指针笔试题

 

一、字符指针

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;
}

注意，下面这种使用对于初学者来说可能有点陌生：

int main()
{
	const char* p = "hello CDUT";
    printf("%s\n", pstr);
    return 0;
}

初学者可能会以为把字符串hello CDUT放到了字符指针p里面，但是C语言中的字符串本质是字符数组, 所以其实是把字符串首字符的地址放到了p中。

 

下面给大家看一道面试题：

#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;
}

这里最终输出的是：

解释： 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，当几个指针同时指向一个字符串时，其实会指向同一块内存。但是当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相同

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二、数组指针

2.1数组指针的定义

数组指针的本质是一个指向数组的指针

下面代码哪个是数组指针？

int *p1[10];
int (*p2)[10];
//p1, p2分别是什么？
//p1是数组指针
//p2是指针数组

解释：[]的优先级高于*号，但是p2加了括号，说明p2是一个指针，指向的是一个存着十个整形的数组

 

2.2&数组名和数组名的区别

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

运行结果如下：

很神奇数组名和&数组名打印的地址居然是一样的

难道真的这么抽象吗？

我们再来看看一段代码：

#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：

奇妙的事情又发生了，我们可以看到arr与arr + 1相差一个int大小，而

&arr和&arr + 1相差10个int的大小，这个结果说明arr表示的是数组首元素的地址， &arr表示的是整个数组的地址

 

2.3数组指针的使用

#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;
}

那我们到底应该怎么使用数组指针呢？请看下面代码示例

#include 
void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)
{
    int i = 0;
    for(i=0; i<row; i++)
   {
        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++)
   {
        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);
    print_arr2(arr, 3, 5);
    return 0;
}

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

会了吗？希望您能读懂，来检验一下自己的学习成果吧

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

结果：
数组

​指针数组

数组指针

​存放数组指针的数组

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三、指针数组

指针数组的本质是一个存放指针的数组

例如：

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

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四、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 
void test(int arr[])//ok? ok
{}
void test(int arr[10])//ok? ok
{}
void test(int *arr)//ok? ok
{}
void test2(int *arr[20])//ok? ok
{}
void test2(int **arr)//ok? ok
{}
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 int *arr2[20] = {0};
 test(arr);
 test2(arr2);
}

 

4.2二维数组传参

void test(int arr[3][5])//ok？ok
{}
void test(int arr[][])//ok？no
{}
void test(int arr[][5])//ok？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？ no
{}
void test(int* arr[5])//ok？ no
{}
void test(int (*arr)[5])//ok？ ok
{}
void test(int **arr)//ok？ok
{}
int main()
{
     int arr[3][5] = {0};
     test(arr);
}

 

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;
}

 

4.4二级指针传参

#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;
}

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五、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;
}

运行结果：

输出的test函数的地址

 

如何保存函数的地址？

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();

答案显然是pfun1，因为它先和*结合说明它是指针，指向的是一个返回值为void，参数为空的函数

 

接下来请阅读两段有趣的代码：

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

出处《C陷阱和缺陷》,我会在评论区给出答案

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六、函数指针数组

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先与[]结合说明是一个数组，这个数组存储的类型是int(*)()类型的函数指针

函数指针数组的用途：转移表

#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()
{
     int x, y;
     int input = 1;
     int ret = 0;
     int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表
     while (input)
     {
          printf( "*************************\n" );
          printf( " 1:add           2:sub \n" );
          printf( " 3:mul           4:div \n" );
          printf( "*************************\n" );
          printf( "请选择：" );
      scanf( "%d", &input);
          if ((input <= 4 && input >= 1))
         {
          printf( "输入操作数：" );
              scanf( "%d %d", &x, &y);
              ret = (*p[input])(x, y);
         }
          else
               printf( "输入有误\n" );
          printf( "ret = %d\n", ret);
     }
      return 0;
}

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七、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

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;
}

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八、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。

 

使用回调函数，模拟实现qsort(采用冒泡排序算法实现)

#include 
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
  return (*( int *)p1 - *(int *) p2);
}
void _swap(void *p1, void * p2, int size)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i< size; i++)
   {
        char tmp = *((char *)p1 + i);
       *(( char *)p1 + i) = *((char *) p2 + i);
       *(( char *)p2 + i) = tmp;
   }
}
void bubble(void *base, int count , int size, int(*cmp )(void *, void *))
{
    int i = 0;
    int j = 0;
      for (i = 0; i< count - 1; i++)
   {
       for (j = 0; j<count-i-1; j++)
       {
            if (cmp ((char *) base + j*size , (char *)base + (j + 1)*size) > 0)
           {
               _swap(( char *)base + j*size, (char *)base + (j + 1)*size, size);
           }
       }
   }
}
int main()
{
    int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
    //char *arr[] = {"aaaa","dddd","cccc","bbbb"};
    int i = 0;
    bubble(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof (int), int_cmp);
    for (i = 0; i< sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
   {
       printf( "%d ", arr[i]);
   }
    printf("\n");
    return 0;
}

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九、数组笔试题

//一维数组
int a[] = {1,2,3,4};
printf("%d\n",sizeof(a));
printf("%d\n",sizeof(a+0));
printf("%d\n",sizeof(*a));
printf("%d\n",sizeof(a+1));
printf("%d\n",sizeof(a[1]));
printf("%d\n",sizeof(&a));
printf("%d\n",sizeof(*&a));
printf("%d\n",sizeof(&a+1));
printf("%d\n",sizeof(&a[0]));
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));

//字符数组
char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
printf("%d\n", sizeof(arr));
printf("%d\n", sizeof(arr+0));
printf("%d\n", sizeof(*arr));
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
printf("%d\n", sizeof(&arr));
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));

printf("%d\n", strlen(arr));
printf("%d\n", strlen(arr+0));
printf("%d\n", strlen(*arr));
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr));
printf("%d\n", strlen(&arr+1));
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));

char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));
printf("%d\n", sizeof(arr+0));
printf("%d\n", sizeof(*arr));
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
printf("%d\n", sizeof(&arr));
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));

printf("%d\n", strlen(arr));
printf("%d\n", strlen(arr+0));
printf("%d\n", strlen(*arr));
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr));
printf("%d\n", strlen(&arr+1));
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));

char *p = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(p));
printf("%d\n", sizeof(p+1));
printf("%d\n", sizeof(*p));
printf("%d\n", sizeof(p[0]));
printf("%d\n", sizeof(&p));
printf("%d\n", sizeof(&p+1));
printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));

printf("%d\n", strlen(p));
printf("%d\n", strlen(p+1));
printf("%d\n", strlen(*p));
printf("%d\n", strlen(p[0]));
printf("%d\n", strlen(&p));
printf("%d\n", strlen(&p+1));
printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));

//二维数组
int a[3][4] = {0};
printf("%d\n",sizeof(a));
printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));
printf("%d\n",sizeof(a[0]));
printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));
printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));
printf("%d\n",sizeof(a+1));
printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));
printf("%d\n",sizeof(*a));
printf("%d\n",sizeof(a[3]));

数组名的意义

1. sizeof(数组名)，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小,
2. &数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址。
3. 除此之外所有的数组名都表示首元素的地址。

 

十、指针笔试题

笔试题1：

int main()
{
    int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int *ptr = (int *)(&a + 1);
    printf( "%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));
    return 0;
}

笔试题2：

//由于还没学习结构体，这里告知结构体的大小是20个字节
struct Test
{
     int Num;
     char *pcName;
     short sDate;
     char cha[2];
     short sBa[4];
}*p;
//假设p 的值为0x100000。 如下表表达式的值分别为多少？
//已知，结构体Test类型的变量大小是20个字节
int main()
{
     printf("%p\n", p + 0x1);
     printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);
     printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);
     return 0;
}

笔试题3

int main()
{
    int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
    int *ptr1 = (int *)(&a + 1);
    int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);
    printf( "%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);
    return 0;
}

笔试题4

#include 
int main()
{
    int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };
    int *p;
    p = a[0];
    printf( "%d", p[0]);
	return 0;
}

笔试题5

int main()
{
    int a[5][5];
    int(*p)[4];
    p = a;
    printf( "%p,%d\n", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]);
    return 0;
}

笔试题6

int main()
{
    int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    int *ptr1 = (int *)(&aa + 1);
    int *ptr2 = (int *)(*(aa + 1));
    printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
    return 0;
}

笔试题7

#include 
int main()
{
    char *a[] = {"work","at","alibaba"};
    char**pa = a;
    pa++;
    printf("%s\n", *pa);
    return 0;
}

笔试题8

int main()
{
    char *c[] = {"ENTER","NEW","POINT","FIRST"};
    char**cp[] = {c+3,c+2,c+1,c};
    char***cpp = cp;
    printf("%s\n", **++cpp);
    printf("%s\n", *--*++cpp+3);
    printf("%s\n", *cpp[-2]+3);
    printf("%s\n", cpp[-1][-1]+1);
    return 0;
}

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最后我想对大家说：我们穷极一生所追求的幸福，不过是眼中景，碗中餐，身边人，fighting