初学者小白复盘14之——指针(3)
1.字符指针变量
在指针的类型中我们知道有一种指针类型为字符指针char*
⼀般使用如下:
#include <stdio.h>
int main()
{char ch = 'a';char* p = &ch;printf("%c", *p);return 0;
}
还有一种使用方式如下:
int main()
{const char* pstr = "hello";// 1. 用%s打印 - 得到完整字符串printf("用%%s打印: %s\n", pstr);// 2. 用%p打印 - 得到实际存储的地址值printf("用%%p打印地址: %p\n", pstr);// 3. 验证pstr确实指向第一个字符printf("第一个字符: %c\n", *pstr); // 解引用得到'h'printf("第二个字符: %c\n", *(pstr + 1)); // 得到'e'return 0;
}
代码:const char* pstr = "hello";
容易让人理解为把字符串放在字符指针变量pstr中,实际上只是把首字母的地址传过去了而已如上所示。
下面有一道题目,我们来看一下:
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");elseprintf("str1 and str2 are not same\n");if (str3 == str4)printf("str3 and str4 are same\n");elseprintf("str3 and str4 are not same\n");return 0;
}
大家来想一想,最后运行时结果应该是什么呢?
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相同。
结果如下:
2.数组指针变量
2.1数组指针变量是什么呢?
之前我们学习了指针数组,指针数组是一种数组,数组中存放的是地址(指针)。
那么我们来想一想,既然如此,数组指针变量该是指针还是数组呢?
答案是肯定的,那就是:指针!
我们已经学过相应的知识,例如整型指针变量int*,存放的是整形变量的地址,能够指向整形数据的指针。
那么数组指针变量该是什么呢?
那数组指针变量应该是:存放的应该是数组的地址,能够指向数组的指针变量。
下⾯代码哪个是数组指针变量?
int* p1[10];
int(*p2)[10];
让我们来探究一下p1和p2到底是什么呢?
首先看第一行代码:代表着p1这个数组中存放着10个int*类型的指针变量,所以他是一个指针数组。
那么第二行代码:p2先和/*结合,说明p2是一个指针变量,然后指针指向的是一个大小为10个整型的数组。所以p2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。
2.2数组指针变量怎么初始化
数组指针变量是用来存放数组地址的,那怎么获得数组的地址呢?就是我们之前学习的 &数组名。
如果要存放个数组的地址,就得存放在数组指针变量中,如下:
int(*p)[10] = &arr;
其中,p为指针变量名,10为指向数组元素个数,指向的类型为int类型
3.二维数组传参的本质
有了数组指针的理解,我们就能够讲一下二维数组传参的本质了。
过去我们有一个二维数组的需要传参给一个函数的时候,我们是这样写的:
void Print(int arr[3][4], int r, int c)
{for (int i = 0; i < r; i++){for (int 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(arr, 3, 4);return 0;
}
可以发现,成功运行了对吧,说明这种写法也没啥问题。
不过我们来思考一下,这里实参是二维数组,形参也写成二维数组的形式,那还有什么其他的写法吗?
首先我们再次理解一下二维数组,二维数组其实可以看做是每个元素是一维数组的数组,也就是二维数组的每个元素是一个一维数组。那么二维数组的首元素就是第一行,是个一维数组。
所以,根据数组名是数组首元素的地址这个规则,二维数组的数组名表示的就是第一行的地址,是一维数组的地址。根据上面的例子,第一行的一维数组的类型就是int[4],所以第一行的地址的类型就是数组指针类型int(*)[4],那就意味着二维数组传参本质上也是传递了地址,传递的是第一行这个一维数组的地址,那么形参也是可以写成指针形式的。如下:
#include <stdio.h>
void Print(int (*p)[4], int r, int c)
{for (int i = 0; i < r; i++){for (int j = 0; j < c; j++){printf("%d ", *(*(p+i)+j));}printf("\n");}
}int main()
{int arr[3][4] = { {1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6} };Print(arr, 3, 4);return 0;
}
可以发现代码完全没有问题,在这里不再赘述原理。
4.函数指针变量
4.1函数指针变量的创建
什么是函数指针变量呢?
依据前面的学习,数组指针是来存放数组的,那么函数指针应该就是存放函数的地址。未来通过地址能够调用函数的。
那么函数有没有地址呢?相信你们都猜到了,不过我们还是来段代码做一下小小的验证。
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}
int main()
{printf("Add = %p\n", Add);printf("&Add = %p\n", &Add);return 0;
}
通过这段代码可以发现,函数确实是有地址的,且函数名和&函数名的地址跟数组相同,是一样的。不过在这里我们要注意:
函数名和&函数名是相同的,没有区别,而数组则不同。还记得吗?数组代表着数组首元素的地址,而&数组名则代表着整个数组的地址。
那么如果我们要将函数的地址存放起来,就得创建函数指针变量咯,函数指针变量的写法其实和数组指针非常类似。如下:
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}
int main()
{printf("Add = %p\n", Add);printf("&Add = %p\n", &Add);int (*p1)(int x, int y) = Add;//这里的x和y可以省略不写,如下:int (*p2)(int , int ) = Add;return 0;
}
4.2函数指针变量的使用
通过函数指针调用指针指向的函数。
接下来我们来看两段代码:
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}
int main()
{int (*p1)(int x, int y) = Add;int a = (*p1)(3, 4);int b = p1(2,6);printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0;
}
我们猜一下运行后结果会是什么呢?
可以发现,结果是相同的,当我们调用函数指针时,可以不用添加*操作符。
4.3两段“有趣”的代码
(*(void (*)())0)();
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);
两段代码均出自:《C陷阱和缺陷》这本书。
下面我们来详细分析一下这两段代码。
首先来看第一段代码:
第一眼看过去,哎呦,这是一坨什么东西?看上去这么复杂怎么?不过不要着急,我们现在来拆分来看,首先看void (*)()
这个东西是不是有点眼熟啊,这个是不是一个函数指针类型呢?表示指向一个没有参数,返回void的函数的指针;
那么继续来看,强制转换:(void (*)())0
这个的意思是不是将整数0强制转换为上述函数指针类型的意思呢?意思是把内存地址0当作一个函数的入口地址。
那么我们接着看:*(void (*)())0
这里是不是解引用呀,最后用()调用这个函数。
所以(*(void (*)())0)();
的意思是不是调用内存地址0处的函数呀,这就是他的全部含义。
接下来我们来分析第二段代码:
我们还是一步一步来分析,首先signal(int, void(*)(int))
signal是不是一个函数呀,这个函数有两个参数,一个是int类型,另一个是不是函数指针类型呀,那么我们现在有函数名和参数,还缺什么呢?书不是缺返回类型呀,现在我们把这段signal(int, void(*)(int))
单独拿出去,我们看看还剩下什么?void (*)(int)
这个是不是就是返回类型呀,意思为这个指针指向接受int参数返回void的函数,即整个代码的作用其实就是来声明函数对吧。
下面来一个示例助于理解:
// 简单的函数指针示例
#include <stdio.h>void hello() {printf("Hello World!\n");
}int main() {// 普通调用hello();// 通过函数指针调用void (*func_ptr)() = hello;func_ptr();// 类似第一个例子的写法(但用合法地址)void (*func)() = hello;(*(void (*)())func)();return 0;
}
4.4 typedef 关键字
typedef 是用来类型重命名的,可以将复杂的类型,简单化。
例如,如果感觉unsigned int
太麻烦了,那么你就可以这样:
typedef unsigned int uint;//将unsigned int重命名为uint
如果是指针类型,能否重命名呢?其实也是可以的,例如int*
重命名为typedef int* abc_t;
但是对于数组指针和函数指针稍微有点区别:比如我们有数组指针类型int(*)[4]
重命名为qwe_t
那可以这样写:
typedef int(*qwe_t)[4]; //新的类型名必须在*的右边
5.函数指针数组
数组是一个存放相同类型数据的存储空间,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?
我们来猜一下,下面3个那个才是函数指针数组呢?
int (*parr1[3])();
int* parr2[3]();
int (*)() parr3[3];
答案是parr1,parr1先和[3]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。