C语言 - 指针进阶（深度解剖，适合收藏）

C语言指针进阶本章重点

1. 字符指针
2. 数组指针
3. 指针数组
4. 数组传参和指针传参
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

在指针的类型中我们知道有一种指针类型为字符指针 char*；
一般使用:

#include

int main()
{
    char ch = 'w';
    char *pc = &ch;
    *pc = 'w';
    return 0;
}

这是我们一般char*指针使用形式，也是比较基础；除了这种使用，还有一种使用方式，如下代码：

int main()
{
    const char* pstr = "hello bit.";//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;
}

这里为什么要在char前面加一个const，是因为我们的字符串是常量字符串，所以加一个const限制pstr不能被修改。
在代码中我写了一个问题就是，我们这一段代码是将字符串放在pstr指针变量里吗？可能有些小伙伴会认为是这样的，但是事实并不是这样的，这里的含义是将字符串第一个字符的地址放在指针变量中，这样我们可以通过这个指针变量进而查询到整个字符串，下面是画图给大家更加细致理解：

所以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。

接着我们来看一个存放字符指针的数组，我们来分析他是怎么存放的，先看代码：

int main()
{
	//存放字符指针的数组
	char* arr[4] = { "abcef","gege","haha","hehe" };

	return 0;
}

分析如下：

有了这个基础，大家试着分析这个代码是怎么样的？一定要先自己分析哦！！！

int main()
{
	int arr1[4] = { 1,2,3,4 };
	int arr2[4] = { 2,3,4,5 };
	int arr3[4] = { 3,4,5,6 };
	int arr4[4] = { 4,5,6,7 };
	int* arr5[4] = { arr1,arr2,arr3,arr4 };

	return 0;

}

分析如下：

可能会出现的面试题：

#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;
}

问最后输出什么结果？
清楚了上面的内容，那么对于这题来说还是比较简单的，但是如果我们不知道上面所讲述的内容那么这题有极大可能就会出错。
这题的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。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，那么不同的数组所开辟的空间必然是不同的。所以str1和str2不同（not same），str3和str4相同（same）。
结果如下：

2.指针数组

在初始指针我们应该都了解了指针数组，指针数组是一个存放指针的数组。
指针数组，首先它是一个数组，数组的元素都是指针，也就是说该数组存储的是指针，数组占多少个字节由数组本身决定；
对于语句“intp[4]”，因为“[]”的优先级要比“”要高，所以 p 先与“[]”结合，构成一个数组的定义，数组名为 p，而**“int*”修饰的是数组的内容，即数组的每个元素**。也就是说，该数组包含 4个指向 int 类型数据的指针，如下图所示，它是一个指针数组。

这里我们再复习复习回顾回顾，下面指针数组是什么意思？

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

3.数组指针

3.1 数组指针的定义
数组指针是指针？还是数组？
答案是：指针。

我们已经熟悉：
整形指针： int * pint; 能够指向整形数据的指针。
浮点型指针： float * pf; 能够指向浮点型数据的指针。
那数组指针应该是：能够指向数组的指针。

下面代码哪个是数组指针？

int* p1[10];
int(*p2)[10];
//p1, p2分别是什么？

在解释之前，大家需要明确一个优先级顺序：**() > [ ] > ***，所以：
(*p)[n]：根据优先级，先看括号内，则p是一个指针，这个指针指向一个一维数组，数组长度为n，这是“数组的指针”，即数组指针；

p[n]：根据优先级，先看[]，则p是一个数组，再结合，这个数组的元素是指针类型，共n个元素，这是“指针的数组”，即指针数组。

接着我们来解释：
首先毋庸置疑的是int* p1[10]肯定是指针数组；
接着int (p)[10]，p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p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：

可见数组名和&数组名打印的地址是一样的。
难道两个是一样的吗？
我们再看一段代码：

#include 
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	printf("arr = %p\n", arr);
	printf("arr+1 = %p\n", arr + 1);

	printf("&arr= %p\n", &arr);
	printf("&arr+1= %p\n", &arr + 1);
	return 0;
}

运行结果（加分析）：

根据上面的代码我们发现，其实&arr和arr，虽然值是一样的，但是意义应该不一样的。
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）
本例中 &arr 的类型是： int(*)[10] ，是一种数组指针类型数组的地址+1，跳过整个数组的大小，所以 &arr+1 相对于 &arr 的差值是40。

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;
}

我们来看一个打印二维数组的方法，首先我们先来看一个常规打印二维数组的方法：

//常规打印二维数组的方法
void print_arr1(int arr[3][4], int r, int c)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < r; i++)
	{
		for (j = 0; j < c; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}
int main()
{
	int arr[3][4] = { {1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6} };
	print_arr1(arr, 3, 4);
	return 0;
}

接着，我们利用数组指针进行打印二维数组：

void print_arr2(int(*arr)[4], int r, int c)//
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < r; i++)
	{
		for (j = 0; j < c; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("%\n");
	}
}
int main()
{
	int arr[3][4] = { {1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6} };
	//print_arr1(arr, 3, 4);
	print_arr2(arr, 3, 4);
	//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
	return 0;
}

好，接下来我们看几个比较有意思的代码：

int arr[5];
//整形指针数组，数组有五个元素
int* parr[10];
//指针数组，数组有十个元素，每个元素都是int *类型的
int(*p)[10];
//数组指针，该指针指向一个数组，数组是是十个元素，每个元素的类型是int 类型的
int(*p[10])[5];
//p是数组，数组有十个元素，每个元素的类型是int(* )[5]的数组指针类型

这个我要具体说明一下这个int(*p[10])[5],这个是怎么理解的呢？下面我给大家画图更加深入的理解：

4. 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[])//可行
{}
void test(int arr[10])//可行
{}
void test(int* arr)//可行
{}

void test2(int* arr[20])//可行
{}
void test2(int** arr)//可行
{}

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int *arr2[20] = { 0 };
	test(arr);
	test2(arr2);
}

4.2 二维数组传参

#include 
void test(int arr[3][5])//ok
{}
void test(int arr[][])//不ok，可以没有行，但是不可以没有列
{}
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)//不ok
{}
void test(int* arr[5])//不ok
{}
void test(int(*arr)[5])//ok，传的是二维数组第一行的起始地址，所以使用数组指针
{}
void test(int** arr)//不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));
		printf("%d\n", p[i]);//这里也可以直接数组表示

	}
}
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;
}

5. 函数指针

首先看一段代码：

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();

首先我们知道的是能给存储地址，就要求pfun1或者pfun2是指针，那哪个是指针？
这个经过以上指针内容我们应该很快就能判断哪个是指针了，肯定是pfun1，因为它先与*结合，所以它是指针，指针指向的是一个函数，指向的函数无参数，返回值类型为void。

6. 函数指针数组

我们已经学习了指针数组，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])();

parr1 先和 [] 结合，说明 parr1是数组，数组的内容是什么呢？
是 int (*)() 类型的函数指针。

函数指针数组的用途：转移表
下面我给大家举一个列子来看：实现一个简易的计算器，加减乘除，一般的话，我们可能想到使用switch语句，但是这种方法不足的就是比较繁琐，代码非常冗余，因此在下面这个代码里面我们使用了函数指针数组（转移表），这种方法非简便，如下代码：

#include 
//这里是计算器的功能
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) = { NULL, add, sub, mul, div }; //转移表
	//转移表第一个为NIULL是为了我们在菜单上输入的值都可以直接对应到相应功能
	while (input)
	{
		//打印菜单
		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);//通过转移表，直接找的其所需的功能，也是通过下标
		}
		else
			printf("输入有误\n");
		printf("ret = %d\n", ret);
	}
	return 0;
}

7. 指向函数指针数组的指针

首先指向函数指针数组的指针肯定是一个：指针；
指针指向一个：数组 ；
数组的元素都是：函数指针 ;
那如何定义？如下代码：

void test(const char* str)
{
	printf("%s\n", str);
}

int main()
{
	//函数指针p
	void (*p)(const char*) = test;
	//函数指针的数组pArr
	void (*pArr[5])(const char* str);
	pArr[0] = test;
	//指向函数指针数组pArr的指针ppArr
	void (*(*ppArr)[5])(const char*) = &pArr;
	return 0;
}

在写指向函数指针数组的指针时，我们首先将函数指针表达出来，进一步将函数指针的数组表示，最后再是表示指向函数指针数组的指针，如果一步到位的话，会很乱

8. 回调函数

最后，我们来看回调函数：
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！

概念可能太抽象，我们来用一个图看：

接着我们用一个代码实践一下：

#include
void test1()
{
	printf("hehe\n");
}
void test2(void (*p)())
{
	(*p)();
}
int main()
{
	test2(test1);//在test2中传递了test1的地址
	return 0;
}

我们向test2()函数传递了函数test1()的地址，并且在test2()函数中解引用，打印了hehe，这就是回调函数。

进阶版指针内容就到这啦~~，后续回调函数我还会结合一个库函数qsort函数用来进一步加深。

各位大佬对此篇文章有什么见解和问题，欢迎留言。觉得还不错的话，希望大家一键三连（嘿嘿！！！）
小火车继续前行~~