浅谈C语言中的多级指针

最近看《UNIX系统编程》,感觉能把C语言用到这个水平，才能算是登堂入室。

一般来说，我们会把指针跟数组联系起来理解，比如*p就是一个一维数组，**p是两维数组等，而一般而言，见到两维的指针也算是难得了，更高维的只怕看一会就会晕掉。《UNIX系统编程》中有个关于参数列表的例子，感觉对指针运用的已经到出神入化的境地，所以贴出来大家参考一下。

指向指针的多级指针

在C语言的入口main函数中，有一个**argv参数，指明命令行参数，一般写法是这样：

C代码

 int main(int argc, char **argv){
     /*
      * code here.
      */
 }

 int main(int argc, char **argv){
     /*
      * code here.
      */
 }

这个**argv,是一个指向指针的指针，用来将命令行参数保存下来，比如，输入一条命令：

prog -c -v 200

**argv中的内容即为 prog, -c, -v, 200. 因为prog, -c等的长度不等，就需要一个指针来引用他们，而prog后边接几个参数也是不定的，所以有需要有一个指针来引用，所以就是这里的二维指针了。画一个table可能看起来比较清晰一些：

prog

-c

-v

200

再考虑这样一种情况，shell程序，对于你会输多少行命令也是不知道的，那它就需要再多一个指针来引用你会有多少个命令输入。这就是我们今天要看的(***ptr)了。

指向"指针的指针"的多级指针

书中的例子是这样，先看下函数的原型：

C代码

int makeargv(const char *s, const char *delimiters, char ***argvp);
int makeargv(const char *s, const char *delimiters, char ***argvp);

函数接受三个参数，第一个是要分析的串，第二个是界定符序列，第三个是生成的"指针的指针"(即二维数组)的指针。实现比较简单，主要是看其中关于指针的用法：

C代码 

/*
 * author : juntao.qiu
 */
int makeargv(const char *s, const char *delimiters, char ***argvp){
    int error;
    int i;
    int numtokens;
    const char *snew;
    char *t;

    if((s == NULL) || (delimiters == NULL) || (argvp == NULL)){
        error = EINVAL;
        return -1;
    }

    *argvp = NULL;
    ssnew = s + strspn(s, delimiters);
    if((t = malloc(strlen(snew)+1)) == NULL)
        return -1;

    strcpy(t, snew);
    numtokens = 0;

    if(strtok(t, delimiters) != NULL)
        for(numtokens = 1; strtok(NULL, delimiters)!= NULL; numtokens++);

    if((*argvp = malloc((numtokens+1)*sizeof(char *))) == NULL){
        error = errno;
        free(t);
        errno = error;
        return -1;
    }

    if(numtokens == 0){
        free(t);
    }else{
        strcpy(t, snew);
        **argvp = strtok(t, delimiters);//注意此处的指针操作
        for(i = 1;i < numtokens;i++)
            *((*argvp)+i) = strtok(NULL, delimiters);//注意此处的指针操作
    }

    *((*argvp)+numtokens) = NULL;

    return numtokens;
}

/*
 * author : juntao.qiu
 */
int makeargv(const char *s, const char *delimiters, char ***argvp){
    int error;
    int i;
    int numtokens;
    const char *snew;
    char *t;

    if((s == NULL) || (delimiters == NULL) || (argvp == NULL)){
        error = EINVAL;
        return -1;
    }

    *argvp = NULL;
    ssnew = s + strspn(s, delimiters);
    if((t = malloc(strlen(snew)+1)) == NULL)
        return -1;

    strcpy(t, snew);
    numtokens = 0;

    if(strtok(t, delimiters) != NULL)
        for(numtokens = 1; strtok(NULL, delimiters)!= NULL; numtokens++);

    if((*argvp = malloc((numtokens+1)*sizeof(char *))) == NULL){
        error = errno;
        free(t);
        errno = error;
        return -1;
    }

    if(numtokens == 0){
        free(t);
    }else{
        strcpy(t, snew);
        **argvp = strtok(t, delimiters);//注意此处的指针操作
        for(i = 1;i < numtokens;i++)
            *((*argvp)+i) = strtok(NULL, delimiters);//注意此处的指针操作
    }

    *((*argvp)+numtokens) = NULL;

    return numtokens;
}

程序的主体比较简单，就是按照传入的s，按照界定符delimiters对其进行分割，分割完成后将其放在一个二维数组中，第一维表示最后数组，第二维表示第一个数组中每一个元素的值。

测试

好了，我们测试一下其运行情况：

C代码

int main(int argc, char **argv){
    char delim[] = " \t";
    int i;
    char **argvp;
    int numtokens;
    char *test = "mine -c 10 2.0";

    if((numtokens = makeargv(test, delim, &argvp)) == -1){
        fprintf(stderr, "failed to parse the string you given:%s\n", test);
        return 1;
    }
    printf("argument contains :\n");
    for(i = 0;i < numtokens;i++)
        printf("%d:%s\n", i, argvp[i]);
    return 0;
}

int main(int argc, char **argv){
    char delim[] = " \t";
    int i;
    char **argvp;
    int numtokens;
    char *test = "mine -c 10 2.0";

    if((numtokens = makeargv(test, delim, &argvp)) == -1){
        fprintf(stderr, "failed to parse the string you given:%s\n", test);
        return 1;
    }
    printf("argument contains :\n");
    for(i = 0;i < numtokens;i++)
        printf("%d:%s\n", i, argvp[i]);
    return 0;
}

运行结果如下：

C:\development\cpl\usp>ls
Makefile a.exe makeargv.c nbproject

C:\development\cpl\usp>a
argument contains :
0:mine
1:-c
2:10
3:2.0

个人感觉，能把指多级指针用到这种熟练程度，才算是对C掌握了。《UNIX系统编程》中的代码非常优雅，从大二一直读到毕业，毕业后得空还在读。我会尽量陆续把体会贴出来，以供参考。