C语言进阶之指针
1. 字符指针
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;
}
还有一种使用方式如下：
int main()
{
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;
}
注意：代码char* pstr = “hello bit.”; 特别容易让同学以为是把字符串hello bit 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。
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。那就有可这样的面试题：
#include <stdio.h>
int main()
{
char str1[] = "hello bit.";
char str2[] = "hello bit.";
char *str3 = "hello bit.";
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;
}
结论：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。所以str1和str2不同，str3和str4不同。
2. 数组指针
数组指针的定义
数组指针是指针？还是数组？答案是：指针。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？
结论：
int (p)[10];
//解释：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。
//这里要注意：[]的优先级要高于号的，所以必须加上（）来保证p先和结合。
&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？
案例：
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
printf("%p\n", arr);
printf("%p\n", &arr);
return 0;
}
运行结果如下
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 <stdio.h>
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;
}
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。**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.
数组指针的使用
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。
数组指针的使用案例：
#include <stdio.h>
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);
//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;
}
案例：
int arr[5];//
int *parr1[10];//parr1 是一个数组，每个元素都是一个指向整数的指针。
int (*parr2)[10];//指向数组的指针声明
int (*parr3[10])[5];//parr3 是一个数组，其中的每一个元素都是一个指向整型数组的指针，这个整型数组包含5个元素。
数组参数、指针参数
一维数组传参
#include <stdio.h>
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,arr 是一个指向指向整数的指针的指针。它可以用来指向一个指针数组的首地址
{}
int main()
{
int arr[10] = {0};
int *arr2[20] = {0};
test(arr);
test2(arr2);
}
二维数组传参
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,指向包含 5 个整数的数组的指针。
{}
void test(int **arr)//ok,指向指针的指针，通常用于表示动态分配的二维数组
{}
int main()
{
int arr[3][5] = {0};
test(arr);
}
一级指针传参
#include <stdio.h>
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;
}
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？ 比如：
void test1(int *p)
{}
//test1函数能接收什么参数？
void test2(char* p)
{}
//test2函数能接收什么参数
二级指针传参
#include <stdio.h>
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;
}
思考：
当函数的参数为二级指针的时候，可以接收什么参数？
void test(char **p)
{
}
int main()
{
char c = 'b';
char*pc = &c;
char**ppc = &pc;
char* arr[10];
test(&pc);
test(ppc);
test(arr);//Ok?
return 0;
}
3. 指针数组
指针数组是一个存放指针的数组。
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
4. 函数指针
案例：
#include <stdio.h>
void test()
{
printf("hehe\n");
}
int main()
{
printf("%p\n", test);
printf("%p\n", &test);
return 0;
}
输出的结果：
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();//声明了一个名为 pfun2 的函数，它不接受任何参数，并且返回一个 void 指针。
首先，能给存储地址，就要求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，说明pfun1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。
阅读两段代码：
/
/代码1
(*(void (*)())0)();//
//1. 0 表示一个空指针，通常被用来表示无效的地址或函数。
//2. void (*)() 是一个函数指针类型，表示指向返回类型为 void 且不接受任何参数的函数。
//3. (*(void (*)())0)(); 表示将这个空指针转换为一个函数指针类型，并试图调用它。实际上，这样的调用会导致未定义行为，因为它试图从一个无效的内存地址调用函数。
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);//
//1. signal 是一个函数，接受两个参数：
// - 第一个参数是一个 int 类型，通常表示信号的编号。
// - 第二个参数是一个指向函数的指针，指向一个接受 int 类型参数并返回 void的函数。这个参数通常用于指定当接收到特定信号时的处理函数。
//2. signal 函数的返回值是一个指向函数的指针，表示返回的函数也是接受 int 类型参数并返回 void。
代码2太复杂，如何简化：
typedef void(*pfun_t)(int);
pfun_t signal(int, pfun_t);
5. 函数指针数组
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]();//parr2 是一个可以存储 10 个指向返回 int *（指向整数的指针）的函数的指针的数组。
int (*)() parr3[10];// parr3 的数组，大小也是 10。每个元素都是一个指向返回 int 的函数的指针，并且该函数不接受任何参数。
答案是：parr1, 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
案例：
#include <stdio.h>
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;
}
6. 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
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)[10])(const char*) = &pfunArr;
return 0;
}
7. 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（采用冒泡的方式）。
#include <stdio.h>
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
return (*( int *)p1 > *(int *) p2);//将 void 指针转换为 int 指针，并解引用以获得实际的整型值。
}
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;
}