C语言---指针进阶

文章目录

• 前言
• 一、字符指针
• 二、 指针数组
• 三、数组指针
• • 1.数组指针的定义
  • 2.&数组名VS数组名
  • 3.数组指针的使用
• 四、数组参数、指针参数
• • 1.一维数组传参
  • 2.二维数组传参
  • 3.一级指针传参
  • 4.二级指针传参
• 五、函数指针
• 六、函数指针数组
• 七、指向函数指针数组的指针
• 八、回调函数
• 总结

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前言

讲进阶指针的时候，我们先来回顾之前我们关于指针的了解

指针的概念：

1. 指针就是个变量，用来存放地址，地址唯一标识一块内存空间。
2. 指针的大小是固定的4/8个字节（32位平台/64位平台）。
3. 指针是有类型，指针的类型决定了指针的±整数的步长，指针解引用 *** 作的时候的权限。
4. 指针的运算。

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一、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

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

还有一种使用方式如下：

int main() {

	const char* p = "abcdef";//把字符串首地址a的地址，赋值给了p
	printf("%s\n", p);
	//*p='w';//errpr 因为常量字符串不能改变
	return 0;
}

特别容易让人以为是把字符串abcedef放到字符指针 p 里了，但是/本质是把字符串abcdef. 首字符的地址放到了p中。

上面代码的意思是把一个常量字符串的首字符 a 的地址存放到指针变量 p中。
那就有可这样的面试题：

int main() {
	//常量字符串只读，不能被修改 
	const char* p1 = "abcdef";
	const char* p2= "abcdef";
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcdef";
	if (p1 == p2)
	{
		printf("p1==p2\n");
	}
	else
	{
		printf("p1!=p2\n");
	}
	if (arr1 == arr2)
	{
		printf("arr!==arr2\n");

	}
	else
	{
		printf("arr11=arr2\n");

	}
	return 0;
}

这里的输出为

这里p1和p2指向的是一个同一常量字符串，C语言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和开辟出不同的内存块，所以arr1和arr2不同，p1和p2相同。

二、 指针数组

在《指针》章节我们也学了指针数组，指针数组是一个存放指针的数组。
这里我们再复习一下，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

三、数组指针 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？
代码如下（示例）：

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

解释：

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

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：

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：

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。（根据（&arr+1）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.
数组名通常表示的都是数组首元素的地址
但是有两个例外
1 sizeof(数组名)，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小 单位是字节
2&数组名，这里的数组名表示的依然是整个数组，所以&数组名取出的是整个数组的地址

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：

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;
}

一个数组指针的使用：

void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col) {
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		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++)
	{
		int j = 0;
		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;
}

按照以上两种方法，都可以对二维数组进行打印

学了指针数组和数组指针我们来一起回顾并看看下面代码的意思

int arr[5]; //整形数组
int *parr1[10]; //存放指针的数组
int (*parr2)[10]; //指向数组的指针
int (*parr3[10])[5]; //应该是存放数组指针的数组

---

四、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？

1.一维数组传参

#include 
void test(int arr[])//ok?
{}//
void test(int arr[10])//ok?
{}	//一和二是一样的道理，数组传参，数组接收，只不过没有规定数组大小
void test(int* arr)//ok?
{}	//可以,传得地址，指针接收
void test2(int* arr[20])//ok?
{}			//可以，数组传参，数组接收
void test2(int** arr)//ok?
{}  //传过来的是一个数组，元素类型是int*
//二级指针就是用来存放一级指针的地址，当然也是可以的
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* arr2[20] = { 0 };
	test(arr);
	test2(arr2);
	return 0;
}

2.二维数组传参

void test(int arr[3][5])//ok？
{}	// 可以，数组传参，数组接受
void test(int arr[][])//ok？
{}		//不可以，二维数组传参行可以省略，但列不能省略
void test(int arr[][5])//ok？
{}		//可以
void test(int* arr)//ok？
{}	//二维数组传参传递的是第一行的元素，当然不能指针接收
void test(int* arr[5])//ok？
{}		//同理类型也是不匹配的
void test(int(*arr)[5])//ok？
{}		//可以的，数组指针就是用来存放一个数组的地址，就是第一行的地址
void test(int** arr)//ok？
{}	//不可以，传的是整个数组的地址，但是接收的是一级指针的地址，类型不匹配
int main()
{
	int arr[3][5] = { 0 };
	test(arr);
	return 0;

}

//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。

3.一级指针传参

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？
//int的类型的地址
//int类型的指针
//int 类型的数组名
void test2(char* p)
{}
//test2函数能接收什么参数？

4.二级指针传参

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) {

}
//一级指针的地址
//char*类型的数组名
//二级指针
int main()
{
	char c = 'b';
	char* pc = &c;
	char** ppc = &pc;
	char* arr[10];
	test(&pc);
	test(ppc);
	test(arr);//Ok?
	return 0;
}

五、函数指针

首先看一段代码：

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();

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。

阅读两段有趣的代码：

//代码1 (*(void (*)())0)();

先拆解
( (void () () )0 )()
(void () () )0 //这一步是将0强制类型转化为无参函数指针，且返回类型是void
( )() 然后调用0地址处的这个函数

void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

void()(int) //首先这是一个函数指针参数是int，返回值类型为void
signal(int , void()(int)) //signal是一个函数名,参数为int和void
void (signal(int , void()(int)))(int) //signal的返回类型也是一个函数指针，该函数指针指向的函数参数是int，返回类型是void.
注 :推荐《C陷阱和缺陷》
这本书中提及这两个代码。

代码2太复杂，如何简化：

typedef void (*pfun)(int);
pfun signal(int,pfun);

六、函数指针数组

数组是一个存放相同类型数据的存储空间，那我们已经学习了指针数组，
比如：

int *arr[10];
//数组的每个元素是int*

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])();
int *parr2[10]();
int (*)() parr3[10];

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
例子：（计算器）

//函数指针的用途
//写一个计算器
//加法，减法，乘法，除法
void menu() {
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("------     0.exit   --------");
	printf("---   1.add      2.sub -----");
	printf("---   3.mul      4.div -----");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
}
int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int mul(int x, int y)
{
	return x * y;
}
int div(int x, int y)
{
	return x / y;
}
//计算
//回调函数
void calc(int(*pf)(int x,int y))
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	printf("请输入两个 *** 作数:>");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = (*pf)(x, y);
	printf("%d\n", ret);
} 
int main() {
	int input = 0;
	do {
	 case 1:
              printf( "输入 *** 作数：" );
              scanf( "%d %d", &x, &y);
              ret = add(x, y);
              printf( "ret = %d\n", ret);
              break;
        case 2:
              printf( "输入 *** 作数：" );
              scanf( "%d %d", &x, &y);
              ret = sub(x, y);
              printf( "ret = %d\n", ret);
              break;
        case 3:
              printf( "输入 *** 作数：" );
              scanf( "%d %d", &x, &y);
              ret = mul(x, y);
              printf( "ret = %d\n", ret);
              break;
        case 4:
              printf( "输入 *** 作数：" );
              scanf( "%d %d", &x, &y);
              ret = div(x, y);
              printf( "ret = %d\n", ret);
              break;
        case 0:
                printf("退出程序\n");
				 break;
        default:
              printf( "选择错误\n" );
              break;
		}
	} while(input);

	return 0;
}

//函数指针数组
//指针数组
//int* arr1[5];
//函数指针也是指针    把函数和指针放在数组中

使用函数指针数组的实现：

//函数指针的用途
//写一个计算器
//加法，减法，乘法，除法
void menu() {
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("------     0.exit   --------");
	printf("---   1.add      2.sub -----");
	printf("---   3.mul      4.div -----");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
	printf("----------------------------");
}
int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int mul(int x, int y)
{
	return x * y;
}
int div(int x, int y)
{
	return x / y;
}
//计算
//回调函数
void calc(int(*pf)(int x,int y))
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	printf("请输入两个 *** 作数:>");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = (*pf)(x, y);
	printf("%d\n", ret);
} 
int main() {
	int input = 0;
	do {
		menu();
		printf("请选择");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			calc(add);
			break;
		case 2:
			calc(sub);
			break;
		case 3:
			calc(mul);
			break;
		case 4:
			calc(div);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} while(input);

	return 0;
}

七、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，数组的元素都是函数指针 ;
如何定义？

void test(const char* str) {
	printf("hehe");
}
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)[5])(const char*) = &pfunArr;
	return 0;
}

分析一下
首先*和ppfunArr先结合说明是一个指针
(*ppfunArr)和[5]结合是一个数组，结合后是一个指针数组
*和(*ppfunArr)[5] 结合后说明是一个指针
综上说明是一个指向指针数组的指针！！！
哈哈哈哈哈有点像套娃，意思就是这个意思~~~

八、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。

首先介绍一下qsort函数：

函数里面有三个参数，第一个要传入的数组，第二个参数是要改变的元素的个数，第三个是传入参数的类型的字节数，第四个是你要自己写的函数，传入函数指针，来进行你想要的排序

//qsort比较结构体数据
struct Person {
	char Name[20];
	int Id;
};
int cmp_per_by_name(const void* e1,const void* e2) {
  return strcmp(((struct Person*)e1)->Name, ((struct Person*)e2)->Name);

}
int cmp_per_by_id(const void* e1, const void* e2) {
	return ((struct Person*)e1)->Id-((struct Person*)e2)->Id;
}
int main() {
	struct Person p[] = {{"zengzeng",610123},{"hulu",610115}, {"xuanxuan",423779}};
	int sz = sizeof(p) / sizeof(p[0]);
	//qsort(p,sz, sizeof(p[0]), cmp_per_by_name);
	qsort(p,sz, sizeof(p[0]), cmp_per_by_id);

	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		//printf("%s\n",p[i].Name);
		printf("%d\n",p[i].Id);
	}
	return 0;
}

使用回调函数，模拟实现qsort（采用冒泡的方式）。
注意：这里第一次使用 void* 的指针，讲解 void* 的作用。

//模仿qsort的功能实现一个通用的冒泡排序
struct Person {
	char Name[20];
	int Id;
};
int cmp_per_by_name(const void* e1,const void* e2) {
  return strcmp(((struct Person*)e1)->Name, ((struct Person*)e2)->Name);

}

void swap(char* arr1, char* arr2,int width)
{
	int i = 0;
	while (i < width)
	{
		char tmp = *(arr1 + i);
		*(arr1 + i) = *(arr2 + i);
		*(arr2 + i) = tmp;
		i++;
	}
}
int cmp_int(const void* e1, const void* e2) {
	return (*(int*)e1 - *(int*)e2);
}
void bubble_sort(char* base,int sz,int width,int (*cmp)(const void* e1,const void* e2)) {

	//趟数
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		int flag = 1;
		//每次进行交换
		for (int j = 0; j <sz-i-1 ; j++)
		{
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width)>0)
			{
				//交换
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
				flag = 0;
			}
		}
		if (flag)
			break;
	}
}
int main() {
	//int arr[] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	//int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//bubble_sort(arr,sz, sizeof(arr[0]),cmp_int);
	struct Person p[] = { {"zengzeng",610123},{"hulu",610115}, {"xuanxuan",423779} };
	int sz = sizeof(p) / sizeof(p[0]);
	bubble_sort(p, sz, sizeof(p[0]), cmp_per_by_name);

	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s ", p[i].Name);
	}
	return 0;
}

注意strcmp（s1,s2）比较的方法
自左向右逐个按照ASCII码值进行比较，直到出现不同的字符或遇’\0’为止。
如果返回值 < 0，则表示 s1 小于 s2。
如果返回值 > 0，则表示 s1 大于 s2。
如果返回值 = 0，则表示 s1 等于 s2。

总结

例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了关于指针的使用，这篇文章的内容有些不好理解，大家多看看，理解理解，实在哪里看不懂的话，可以私信或者评论区留言哦！！！