C语言——深入理解指针（第四章）

一、二级指针

在讲二级指针之前，我们先回顾一下指针的定义一直之前讲的一级指针。

1.指针的定义

• 一级指针：是一个指针变量，指向一个普通变量，并保存该普通变量的地址;
• 二级指针：是一个指针变量，指向一个一级指针，并保存该一级指针的地址;

2.引入二级指针

由于一级指针已经很熟悉，这里不再赘述，这里我们只谈谈二级指针
下面先简单使用一个二级指针看看

#include 

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int* p = &a;
	int** s = &p;

	//一次解引用*s 此时类型int*
	*s = &b;
	//二次解引用**s 此时类型int
	**s = 200;
	return 0;
}

逻辑关系如下：

a是一个int类型的变量，一级指针p指向a，并保存a的地址；
二级指针变量s指向一级指针变量p，并保存p的地址。

二级指针s解引用操作：

• 一次解引用
  *s的类型变成了（int*）（代表着一级指针p）间接改变了p的指向，从a的地址变成了b的地址；
• 二次解引用
  s的类型变成了int (代表着变量b)，此时s = 200;（等价于b = 200;）

3.深入理解二级指针

（1）下面举个例子：

#include 

int main()
{
	//普通变量
	int a1 = 1;
	int a2 = 1;
	int a3 = 1;

	//一级指针
	int* p1 = &a1;
	int* p2 = &a2;
	int* p3 = &a3;

	//二级指针
	int** s = &p1;
	return 0;
}

（假设a1,a2,a3空间连续，p1,p2,p3空间连续）逻辑图如下： 

接下来我们结合上面的逻辑图看看下面这张表

 

分析：

s+1 表示二级指针s指向了p2，,移动的字节数需要根据指向的数据的空间大小进行计算sizeof(int*) * 1，所以移动4字节，此时s+1还是二级指针，所以类型int**
*s+1 先对s进行一次解引用为*s,相当于操控一级指针p1，然后*s + 1 ,相当于p1指向了a2的地址，所以移动了sizeof(int) * 1 = 4字节 ，此时的类型为 int*
**s + 1表示二次解引用，相当于a1的值+1，所以a1 = 2; a1的类型就是int

（2）在（1）的前提下，那要是把所有的类型换成char、short、double类型呢 

    char类型（1字节）

    short类型（2字节）

    double类型（8字节） 

4.总结 

在深入理解了二级指针的逻辑处理过程之后，我们不难发现：
对二级指针变量s指针的移动操作时，s都会将以保存的一级指针的类型进行解析步长（s + sizeof( p) * n）,而一级指针*s(相当于p一级指针变量)会以保存的变量的类型进行解析步长（*s + sizeof(a) *n）

n指的是移动的次数，本例题是n = 1

二、指针数组

1.什么是指针数组

指针数组是指针还是数组？

我们类比⼀下，整型数组，是存放整型的数组，字符数组是存放字符的数组。

那指针数组呢？是存放指针的数组。

指针数组的每个元素都是用来存放地址（指针）的。

如下图： 

指针数组的每个元素是地址，⼜可以指向⼀块区域。

指针数组，即数组中的每个元素都是一个指针。这些指针可以指向任何类型的数据。指针数组通常用于存储一组数据的地址，或传递一组数据的地址给函数。

2.指针数组的声明和初始化

下面是指针数组的声明方法：

type* arrayName[size];

其中 type 表示指针指向的数据类型，arrayName 是指针数组的名字，size 表示指针数组的大小。 

接下来是指针数组的初始化：

type *arrayName[size] = {pointer1, pointer2, pointer3, ... };

其中 pointer1, pointer2, pointer3 等表示指针数组中每个元素指向的地址。注意，指针数组也可以不进行初始化。 

下面是一个实际例子：

int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
int *ptrArray[4] = {&a, &b, &c, &d};

上面的代码声明了一个指针数组，其中每个元素都是 int 型指针。然后分别把 a、b、c、d 的地址存储到 ptrArray 数组中。 

3.指针数组元素的访问与修改

访问指针数组的元素可以通过以下两种方式：

1. arrayName[index]
2. *(arrayName + index)

修改指针数组的元素同样可以通过以上两种方式。

下面是一个例子：

int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
int *ptrArray[4] = {&a, &b, &c, &d};
printf("ptrArray[1] = %d\n", *ptrArray[1]); // 输出 2
*ptrArray[1] = 5;
printf("b = %d\n", b); //输出 5

上面的代码展示了如何访问和修改指针数组内的元素。

4.指针数组元素的地址获取 

通过使用 &*arrayName[index] 可以获得指针数组中某个元素的地址。

下面是一个例子：

int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
int *ptrArray[4] = {&a, &b, &c, &d};
printf("&*ptrArray[1] = %p\n", &*ptrArray[1]); // 输出元素 1 的地址

三、指针数组模拟二维数组 

#include 
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };
	//数组名是数组⾸元素的地址，类型是int*的，就可以存放在parr数组中
	int* parr[3] = { arr1, arr2, arr3 };
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("%d ", parr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

画图解释 

 

parr[i]是访问parr数组的元素，parr[i]找到的数组元素指向了整型⼀维数组，parr[i][j]就是整型⼀维数组中的元素。

上述的代码模拟出⼆维数组的效果，实际上并⾮完全是⼆维数组，因为每⼀⾏并非是连续的。