C语言中指针的高级用法

墨蓝 2022-07-21 11:15 169阅读 0赞

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问题描述：指针是C语言很有特色的一个部分，但是使用也比较复杂，很容易导致一些莫名的错误，比如有时候函数指针没有赋值，有时指向了未定义的内存，这些时候都可能导致程序异常执行或者崩溃。但指针的灵活性让它可以实现很多复杂的操作，如指向指针的指针，指向函数的指针。

**指向指针的指针：**函数传递参数是传值调用的，如果想在调用函数时改变传入的参数的值，而且该传入的参数的值本来是个指针时，这时就可以使用指向指针的指针了，以这种方式一般不用给函数返回参数，函数中只拷贝指向指针的指针值，而被指向的指针以及该指针指向的内存单元都可以直接操作，

void add\_to\_list（struct node \*\*list, int n） \{

struct node \*new\_node;

new\_node = malloc(sizeof(struct node));

if(new\_node == NULL) \{   // 确认申请内存成功

printf("Error: malloc failed in add\_to\_list\\n");

exit(EXIT\_FAILURE);

new\_node->value = n;

new\_node->next = \*list;

\*list = new\_node;

add\_to\_list(&first, 10);

该函数用于将结点添加到一个链表的表头，first本身是一个指针，其指向链表的表头结点，&first将其指针的地址传入函数赋值给指向指针的指针\*\*list，此时list为指向first指针的指针，\*list即为first，因此在函数内部对\*list进行操作即相当于对外部的first指针进行操作一样，图示如下：

![Center][]

**指向函数的指针：**指针不只能指向数据，也能指向函数。函数占用内存单元，每个函数都有地址的，因此可以使用指向函数的指针。指向函数的指针在调用函数较多的地方会用到，另外也可以设计架构利用函数指针模拟某一对象的行为。

double integrate(double (\*f)(double), double a, double b); // 声明一，表明第一个参数接收函数指针

double integrate(double f(double), double a, double b); // 声明二，不建议使用，表意不明确

result = integrate(sin, 0.0, PI/2); // 调用

在integrate函数体内（\*f）(x)即表示sin(x)的调用。

由于C语言将函数指针当成数据指针对待，可以将函数指针存储在变量之中，也可以当作数组的元素，这样，在索引数组元素时就可以得到事先存储好的函数调用了。函数指针也可用作结构或联合的成员，可以作为函数的返回值等。

传递给函数指针的值是某个函数的函数名，后面不用括号，这个与数组类似，数组名代表地址，函数名也是代表地址。

void (\*pf)(int);   // 函数指针变量声明

pf = f;   // 函数指针变量赋值

(\*pf)(i);   // f(i),函数指针指向的函数的调用，也可以直接用pf（i）

**函数指针数组：**

void (\*file\_cmd\[\])(void) = \{new\_cmd, open\_cmd; close\_cmd, close\_all\_cmd, save\_cmd, save\_as\_cmd, save\_all\_cmd, print\_cmd, exit\_cmd\};   // 函数指针数组初始化赋值，函数指针数组在函数指针变量后多了\[\]

(\*file\_cmd\[n\])();   // 函数指针数组元素的调用，调用对应的函数，也可以用file\_cmd\[n\]();

**受限指针(C99)：**

int \* restrict p;   // p为受限指针，restrict为关键字

受限指针p指向的对象在之后需要修改，那么该对象不会允许通过除p之外的任何方式访问。一个例子就是中的memcpy和memmove两个函数的区别，其原型分别为：

void \*memcpy(void \* restrict s1, const void \* restrict s2, size\_t n); // 表明s1和s2不应当重叠

void \*memmove(void \* s1, const void \* s2, size\_t n);

**灵活数组成员(C99)：**这个功能用于字符串数组作为结构的成员时动态分配内存，

struct vstring \{

ing len;

char chars\[\];

\};   // 包含字符串数组的结构，该结构最后一个成员为数组时，长度可省略--就是灵活数组成员

struct vstring \*str = malloc(sizeof(struct vstring) + n);