C语言指针进阶

红太狼 2023-10-08 17:08 4阅读 0赞

本章重点：

1.  字符指针
2.  数组指针
3.  指针数组
4.  数组传参和指针传参
5.  函数指针
6.  函数指针数组
7.  指向函数指针数组的指针
8.  回调函数
9.  指针和数组面试题的解析

指针的主题，我们在初级阶段的《指针》章节已经接触过了，我们知道了指针的概念：  
11. 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。  
12. 指针的大小是固定的4/8个字节（32位平台/64位平台）。  
13. 指针是有类型，指针的类型决定了指针的±整数的步长，指针解引用操作的时候的权限。  
14. 指针的运算。

## 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\*  
> ![在这里插入图片描述][0545cf69dd9e4fbbad826ab73a039188.png]  
> 还有一种使用方式如下：  
> ![在这里插入图片描述][6470bc8e01a548389b2b519ed2b44911.png]

> ![在这里插入图片描述][fefd58453dae4425aaf2d8a6fc6da11b.png]  
> **注意：上面的hello bit是常量字符串，是不能改的，常量字符串是放在常量区的**

### 1.1、一道笔试题《剑指offer》 ###

输出的结果是什么？？？

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;
    }

> ![这里是引用][adeba2a94fb349d6864363e35639d1cd.png]  
> 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不同。

## 二、指针数组 ##

指针数组里面存的是指针变量（地址）  
![在这里插入图片描述][beca3de70dc2489f95ecfc29353ce274.png]

下面指针数组是什么意思？  
![在这里插入图片描述][6ee00103574844a483d8796b6e0a8b04.png]

## 三、数组指针 ##

### 3.1、数组指针是什么？ ###

> 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。
> 
> ![这里是引用][9e985c3d9a2548ceb66192d466b0888f.png]  
> ![在这里插入图片描述][bb1ca167f40f41df8cf52d76da363ae0.png]

### 3.2、 &数组名VS数组名 ###

> ![在这里插入图片描述][68d728cc0ca54ddd8d1990b322b9ee16.png]

> *所以数组指针指向的是数组，int (parr)\[ \] = &arr；数组指针parr 拿到的是整个数组的地址；  
> 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**整个数组的地址*\*，而不是数组首元素的地址。（细细体会一下）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28。  
> **数组名有两个例外：**  
> **1、sizeof（数组名） – 此时求得是整个数组所占内存空间的大小，单位：字节**  
> **2、&数组名 – 拿到的整个数组的地址**

![在这里插入图片描述][8da8a6280d2f4d8aa9ca6015c92d0325.png]

### 3.3、 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。  
> ![在这里插入图片描述][d811f5b0a34743ff9f3790e8719599e1.png]  
> **用数组指针打印二维数组**  
> ![在这里插入图片描述][98856c5df93d4f248f94abdc394b37ed.png]

## 四、数组参数、指针参数 ##

### 4.1、 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?
    {
        }
    
    int main()
    {
        
    	int arr[10] = {
         0 };
    	int* arr2[20] = {
         0 };
    	test(arr);
    	test2(arr2);
    }

> ![这里是引用][fcf3b6fc706f4c84998f107aa305703a.png]

### 4.2 、二维数组传参 ###

void test(int arr[3][5])//ok？
    {
        }
    
    void test(int arr[][])//ok？这是错误的写法
    {
        }
    
    void test(int arr[][5])//ok？
    {
        }
    
    void test(int (*p)[5])
    {
        
    
    }
    int main()
    {
        
    	int arr[3][5] = {
         0 };
    	test(arr);
    }

> ![这里是引用][469e82b09500464e96c6e3b75420054f.png]

### 4.3 、一级指针传参 ###

void print(int* p, int sz)
    {
        
    	int i = 0;
    	for (i = 0; i < 10; i++)
    	{
        
    		printf("%d ",*(p + i));
    	}
    }
    
    void print(int p[], int sz)//这样的写法是不好的
    {
        
    	int i = 0;
    	for (i = 0; i < 10; i++)
    	{
        
    		printf("%d ", *(p + i));
    	}
    }
    int main()
    {
        
    	int arr[] = {
         1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    	int* p = arr;
    	print(p, 10);
    	return 0;
    }

> ![这里是引用][01d496c676484840bfdc0ab68660e41b.png]  
> **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？**  
> ![在这里插入图片描述][d70fe6016b7d439daf60773c4f88348b.png]

### 4.4 、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;
    }

> ![这里是引用][7480073355aa46f1b229091ebd9bf65b.png]  
> **当函数的参数为二级指针的时候，可以接收什么参数？**  
> ![在这里插入图片描述][e2334b19ae53464089a29956c55e62ac.png]

## 五、函数指针 ##

> 字符指针 – 指向字符变量的指针  
> 整型指针 – 指向整型变量的指针  
> 数组指针 – 指向数组的指针  
> 函数指针 – 指向函数的指针  
> ![在这里插入图片描述][87105128b0074617a601587c17fc1006.png]  
> 前面我们说：  
> 数组名–》数组首元素的地址  
> &数组名–》拿到的是整个数组的地址
> 
> **而函数名和&函数名是一样的，拿到的都是函数的地址**

> **现在我们知道怎样拿到函数的地址，那函数指针变量又该如何表示呢？？？**  
> ![这里是引用][a07e230a0f5e4d7888c7341b8da26e4d.png]  
> pA就是函数指针变量  
> 那这个函数指针又该怎样使用呢？？？  
> 如何通过函数指针来调用函数？？？  
> ![在这里插入图片描述][1ceff707e7d746949ff2e69bf4703362.png]  
> 我们知到：函数名和&函数名 ------拿到的都是函数的地址，所以上面的pA不就相当于是Add（函数名）了吗  
> 那我们就可以像下面这样子写了  
> ![在这里插入图片描述][b10f45bc1492405c95ea056eb25220d6.png]

### 阅读两段有趣的代码： ###

> ![这里是引用][8d40353a0ecb4332986dbf3f232cb56d.png]  
> 对于函数来说：大概分为下面几种：  
> 1、函数定义  
> 2、函数调用  
> 3、函数声明  
> ![在这里插入图片描述][1308035222d646e3a616d7160b737db1.png]

推荐一本书：[c陷阱与缺陷][c]，这里面写的有关于这段代码的内容。

## 六、函数指针数组 ##

> 整型数组 ---- 存放指针的数组  
> 指针数组 ---- 存放指针的数组  
> 所以：  
> 函数指针数组 ---- 就是存放函数指针的数组（就是存放函数的地址）  
> ![在这里插入图片描述][1d95b9bb034745eab7172863909e3ffe.png]

### 6.1、利用函数指针数组实现简单的计算器 ###

#include<stdio.h>
    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;
    }
    
    void mune()
    {
        
    	printf("*******************************\n");
    	printf("******* 1. add  2. sub ********\n");
    	printf("******* 3. mul  4. div ********\n");
    	printf("*******    0. exit     ********\n");
    	printf("*******************************\n");
    
    }
    int main()
    {
        
    	int input = 0;
    	int x = 0;
    	int y = 0;
    	do
    	{
        
    		mune();
    		printf("请选择：");
    		scanf("%d", &input);
    		int (*parr[])(int, int) = {
         0,&Add,&Sub,&Mul,&Div };
    
    		if (input == 0)
    		{
        
    			printf("退出计算器\n");
    			break;
    		}
    		if (input >= 1 && input <= 4)
    		{
        
    			printf("请输入你要计算的x和y(中间以空格隔开)：");
    			scanf("%d %d", &x, &y);
    			int ret = parr[input](x, y );
    			printf("%d\n", ret);
    		}
    		else
    		{
        
    			printf("输入错误！\n");
    		}
    			
    	} while (input);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][bbbf8c113c11490884b22ef1b3a3494e.png]  
![在这里插入图片描述][905e1c6717f54ee3b0fe57a475d850b7.png]

## 七、指向函数指针数组的指针 ##

> ![在这里插入图片描述][54d9ce5d21e24ecd864e4a9648ab732c.png]

## 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。

上面利用函数指针数组实现简单的计算器，我们可以稍加改变一下

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;
    }
    
    void mune()
    {
        
    	printf("*******************************\n");
    	printf("******* 1. add  2. sub ********\n");
    	printf("******* 3. mul  4. div ********\n");
    	printf("*******    0. exit     ********\n");
    	printf("*******************************\n");
    
    }
    
    int main()
    {
        
    	int input = 0;
    	int x = 0;
    	int y = 0;
    	do
    	{
        
    		mune();
    		printf("请选择：");
    		scanf("%d", &input);
    		switch (input)
    		{
        
    			case 1:	
    				printf("请输入两个操作数(中间用空格隔开)：");
    				scanf("%d %d", &x, &y);
    				int ret = Add(x, y);
    				printf("ret = %d\n",ret);
    				break;
    			case 2:
    				printf("请输入两个操作数(中间用空格隔开)：");
    				scanf("%d %d", &x, &y);
    				ret = Sub(x, y);
    				printf("ret = %d\n", ret);
    				break;
    			case 3:
    				printf("请输入两个操作数(中间用空格隔开)：");
    				scanf("%d %d", &x, &y);
    				ret = Mul(x, y);
    				printf("ret = %d\n", ret);
    				break;
    			case 4:
    				printf("请输入两个操作数(中间用空格隔开)：");
    				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("输入错误，请从新输入\n");
    		}	
    	} while (input);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][bba1e63c2f0b4eb18a33c71dc9a04141.png]  
上面的代码就可以改成下面的代码：

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;
    }
    
    void mune()
    {
        
    	printf("*******************************\n");
    	printf("******* 1. add  2. sub ********\n");
    	printf("******* 3. mul  4. div ********\n");
    	printf("*******    0. exit     ********\n");
    	printf("*******************************\n");
    
    }
    
    void cacl(int (*pf)(int, int))
    {
        
    	int x = 0;
    	int y = 0;
    	int ret = 0;
    	printf("请输入两个操作数(中间用空格隔开)：");
    	scanf("%d %d", &x, &y);
    	ret = pf(x, y);
    	printf("ret = %d\n", ret);
    }
    
    int main()
    {
        
    	int input = 0;
    	
    	do
    	{
        
    		mune();
    		printf("请选择：");
    		scanf("%d", &input);
    		switch (input)
    		{
        
    		case 1:
    			cacl(Add);
    			break;
    		case 2:
    			cacl(Sub);
    			break;
    		case 3:
    			cacl(Mul);
    			break;
    		case 4:
    			cacl(Div);
    			break;
    		case 0:
    			printf("退出程序！\n");
    			break;
    		default:
    			printf("输入错误，请从新输入\n");
    		}
    	} while (input);
    	return 0;
    }

[0545cf69dd9e4fbbad826ab73a039188.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/0545cf69dd9e4fbbad826ab73a039188.png
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[bb1ca167f40f41df8cf52d76da363ae0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/bb1ca167f40f41df8cf52d76da363ae0.png
[68d728cc0ca54ddd8d1990b322b9ee16.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/68d728cc0ca54ddd8d1990b322b9ee16.png
[8da8a6280d2f4d8aa9ca6015c92d0325.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8da8a6280d2f4d8aa9ca6015c92d0325.png
[d811f5b0a34743ff9f3790e8719599e1.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d811f5b0a34743ff9f3790e8719599e1.png
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[fcf3b6fc706f4c84998f107aa305703a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/fcf3b6fc706f4c84998f107aa305703a.png
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[d70fe6016b7d439daf60773c4f88348b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d70fe6016b7d439daf60773c4f88348b.png
[7480073355aa46f1b229091ebd9bf65b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/7480073355aa46f1b229091ebd9bf65b.png
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