深入理解C语言指针（三）

点击表格内对应链接跳转对应内容⬇️⬇️⬇️作者主页吃透C语言专栏Gitee仓库文章目录一字符指针变量1.与字符的搭配2.与字符串的搭配(1)字符串详解(2)字符数组或者常量字符串的使用(1)字符数组的使用(2)常量字符串的使用二数组指针变量1.概念2.使用三二维数组传参的本质四函数指针变量1.定义2.用法五typedef关键字六函数指针数组1.转移表一字符指针变量定义用来存放字符地址的指针变量指针变量类型为字符类型权限是一个字节一个字符大小所以加减整数或者解引用的权限就是一个字节大小语法char* 变量名char*p解释p 是变量名* 代表这是一个指针变量变量里面存放的是一个地址char 代表地址指向的数据是一个字符1.与字符的搭配存一个字符的地址⬇️⬇️⬇️#includestdio.hintmain(){charba;char*pb;printf(b %c,*p);return0;}用字符指针变量存储一个字符的地址通过解引用*访问这个地址对应的空间权限是一个字节一个字符大小2.与字符串的搭配(1)字符串详解字符串以\0结尾的一串字符。重点❗❗❗⬇️⬇️⬇️C语言没有单独的字符串类型只有字符类型char如果要初始化实现一个字符串的话只有两种办法⬇️⬇️⬇️❗1.用字符数组来初始化一个字符串chararr[]abcdef;//字符数组初始化一个字符串字符数组即是一个每个元素都是一个字符组成的数组那每一个元素的空间就可以用来存放一个字符串的一个字符最后一个空间存放\0这样通过字符数组就可以实现和初始化一个字符串这时候的字符是初始化在一个变量中的和常量字符串的属性没有关系和联系是先开辟了一个变量字符数组然后把字符串存了进去这时候的字符串存放在了一个变量中数组的每一个元素都是一个字符用来存放字符串的每一个字符❗2.直接写一个字符串字符串常量)intmain(){abcd;return0;}“字符串”在编译器中会转化为字符串首字符的地址❗❗这时的字符串是常量字符串如果直接拿”字符串“用的话使用的就是字符串首字符的地址。❗❗这时的字符串是常量字符串直接写一个字符串,就相当于实现和初始化了一个字符串这个字符串没有放在变量里面是直接创建并且初始化在内存中的这个字符串是不能修改的因为这是一个字符串常量没有放入变量中。有人说我把abcd改成bd这不就是修改吗不是是重新实现和初始化了一个字符串常量之前的那个字符串常量已经没了空间被释放了。常量字符串是只读的不可以被修改的。取地址操作符操作的对象是变量无法对常量取地址“abcd”在语法上都是错误的#includestdio.hintmain(){printf(%c,*abcdef);return0;}(2)字符数组或者常量字符串的使用(1)字符数组的使用字符数组就是一个数组只是里面的内容是一个个字符而已这一个个字符组成了一个字符串#includestdio.hintmain(){chararr[]abcd;printf(arr首元素为 %c\n,*arr);printf(arr %s,arr);return0;}字符数组就是元素由字符构成的数组所以用法和数组是一样的用法。(2)常量字符串的使用常量字符串的重点⬇️⬇️⬇️1常量只读不修改无法使用只能取变量的地址遇到常量报错2常量字符串在编译器中自动转化为常量字符串首字符的地址常量字符串 首字符地址#includestdio.hintmain(){abcd;printf(%c\n,*abcd);printf(%s,abcd);return0;}#includestdio.hintmain(){abcd;char*pabcd;printf(%c\n,*p);printf(%s,p);return0;}#includestdio.hintmain(){char*p1abcd;char*p2abcd;printf(%p\n,p1);printf(%p,p2);return0;}代码解释❗❗超级重点❗❗⬇️⬇️⬇️abcd是字符串常量直接写的话就是直接实现和初始化在可读区如果我们去使用这些不可改变的常量用的都是同一个常量因为常量是不可改变的是只读的这两个条件让相同的常量在内存中有且只有一个这就是为什么两个abcd打印出它们首字符地址的时候是一样的地址的原因了因为从始至终都是同一个常量变量是开辟一个空间里面的内容可以随时改变但是常量直接写就行了不需要开辟出一块空间放入进去而是直接写入内存之中所以这种只读的常量不需要创建多个一个足够了相同的常量永远都是那一个。写 “abcd”不是你创建了一个常量而是编译器给你 “偷偷造了一个全局只读数组然后把它的地址给你用”。abcd在编译器里面转化成字符串首字符的地址所以* “abcd”,得到的就是字符串的首字符a用%c占位符把a跳转到前面就打印出来了a❗❗重点%s的用法和语法❗❗⬇️⬇️⬇️%s 作为一个占位符读取的是一个字符的地址然后通过这个地址读取一个字符大小的内容然后继续往后地址1读取下一个地址访问对应的一个字节大小的空间连续访问直到遇到 \0 就停止访问。1如果你放的是一个整型或者别的类型%s不会管这么多只会把这个地址当作一个字符的地址去访问2通过这个地址只访问一个字节大小的空间也就是一个字符大小把访问到的所有数据当作ascll码值转化为对应的字符让printf()进行输出如果遇到的数值不是ascll值所对应的字符则输出乱码3内存中的所有数据都是以二进制的形式存储的字符符号标点都有对应的ascll码值所以写出来的所有的代码语法都是给人看到到了最后这些所有的代码都是由字符符号标点组成的都会变成对应的二进制。所以%s读取的内容一定是一个二进制但是ascll码值的范围是0到127然而一个字节可以包含的大小是0到255所以一旦读取的内容不在ascll码值范围里面就会打印乱码如果遇到0就被当成 /0 直接停止打印这就是为什么%s可以通过字符串的首地址就把整个字符串的内容打印出来的原因二数组指针变量1.概念定义一个指针变量变量的类型是数组解释数组指针变量里面放的是一个数组的地址通过这个地址访问的是一个数组权限是一个数组的大小语法⬇️⬇️⬇️int(*p)[5]解释⬇️⬇️⬇️*代表这是一个指针变量p是变量名必须把*p包含在里面因为这样才能代表是一个指针变量不然int * p[5],*不会自动和p结合这样就变成了一个整型指针数组了p是数组名数组有5个元素每个元素是 int* 类型的地址[ ]的优先级高于*号int 代表指针变量里面地址所访问的数组是一个整型的数组2.使用数组名arr,这时候的数组名代表的是整个数组所以取出来的是整个数组的地址代码演示⬇️⬇️⬇️#includestdio.hintmain(){intarr[]{1,2,3,4,5};int(*p)[5]arr;return0;}arr取出来的是整个数组的地址但是取的是数组的起始地址也即使数组首元素的起始地址为什么无法用printf来验证和打印整个数组⬇️⬇️⬇️之前就说过printf只会打印“ ”内的原值不会计算除非使用占位符才能让这个值可以随时改变但是c语言中没有数组的占位符所以即使取出来了一个数组的地址也无法通过printf直接把整个数组打印出来只能把这个数组的每一个元素一个一个遍历才能打印出来这个完整的数组所以即使p里面放的是一个整型数组的地址这个指针变量的权限是整个数组我们也无法一口气打印这个数组因为没有数组的占位符即使有了整个整形数组的地址但是如果*arr的话*和会相互抵消所以最后只剩下arr,单独一个数组名代表的是数组首元素地址的意思int(*p)[5] arr,我拿到了这个数组的地址那*p得到的就是整个数组取出来的是数据的起始地址也就是数组首元素的起始地址但是p的类型是int*[5],解引用的权限是整个数组的大小所以*p就可以访问整个数组的内容但是无法打印出来因为没有c语言中没有数组占位符总结也就是说arr拿到了整个数组的地址这个地址的类型是整个数组所以是得到了整个数组的大小的权限所以通过这个地址理论上是可以直接访问整个数组的内容的但是如果直接*arr的话*和在语法上会相互抵消最后拿到的只是arr也就是数组首元素的地址但是如果我们把arr放在指针变量里面的话这个指针变量类型和数组对应的话那可以通过指针变量访问到整个数组的内容这就是我们之前说的拿到了整个数组的地址权限是整个数组所以加减整数跳过的也是整个数组的大小访问的也是整个数组的空间但是*p虽然可以访问整个数组的空间但是c语言中没有数组的占位符所以不能直观的打印出来但是调试的时候可以看的到拿到了整个数组的内容。三二维数组传参的本质定义 首元素的地址首个一位数组的地址解释⬇️⬇️⬇️二维数组是每一个元素都是一位数组的数组每个元素都是一维数组组成的数组就是二维数组数组名代表的是数组首元素的地址那二维数组的数组名代表的也就是二维数组首元素的地址二维数组的首元素是一个一位数组那二维数组的数组名代表的就是一个一维数组的地址数组指针这个地址的类型是数组类型的地址权限是一个数组大小二维数组传参传的是数组名也就是首个一维数组的地址首元素的地址数组指针所以二维数组传参的本质就是传了一整个一维数组的地址数组指针代码解释⬇️⬇️⬇️#includestdio.hvoidtest(intarr[3][5],inta,intb){for(inti0;ia;i){for(intj0;jb;j){printf(%d ,arr[i][j]);}printf(\n);}}intmain(){intarr[3][5]{{0,1,2,3,4},{1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6}};test(arr,3,5);return0;}⬆️⬆️⬆️这是我们之前的写法把二维数组以及行和列一起传过去通过下标依次遍历访问二维数组中每一个一维数组中的元素现在了解了二维数组名的本质我们可以试试新的写法⬇️⬇️⬇️#includestdio.hvoidtest(int(*p)[5],inta,intb){for(inti0;ia;i){for(intj0;jb;j){printf(%d ,p[i][j]);}printf(\n);}}intmain(){intarr[][5]{{0,1,2,3,4},{1,2,3,4,5},{2,3,4,5,6}};test(arr,3,5);return0;}解释⬇️⬇️⬇️既然二维数组所代表的是首元素的地址也就是一个一位数组的地址那根据这个一维数组的类型就可以写出来形参的数组指针了arr 是一个整形数组为元素组成的二维数组那么首元素地址的类型就是一个整形数组指针也就是int (*p) [5]p [i] [j] 之前解释过[ ]下标访问操作符在编译器中会转化为*(地址整数)也就是对[ ]的两个操作数相加然后解引用既然p存的是一维数组的地址且p的类型为int (*)[ 5 ]那么*解引用的话可以得到访问整个数组得到了整个数组以后相当于arr1(整个首一维数组)[j],arr1[j],又相当于这个一维数组首元素的地址通过下标引用操作符和引用操作符内的整数相加然后解引用也就是*(arr1 j)这样就可以拿到这个一维数组里面的元素通过p [i] [j]也实现了遍历数组四函数指针变量1.定义一个指针变量类型是函数的类型存的是一个函数的地址通过这个指针变量存储的地址解引用的权限是一个函数大小函数地址⬇️⬇️⬇️1单独写一个函数名代表的是整个函数的意思(这是一个非常空虚的概念用函数的时候只要通过地址就可以直接找到这个函数的空间进行访问通过这个地址就可以调用函数所以在几乎所有的情况下函数名代表的都是函数地址的意思为了人们理解函数名代表整个函数但是实际上就是函数地址从逻辑和底层的角度都是最方便最合理的)2但是在合法表达式中函数名会被隐式转化为函数的地址但是sizeof和_Alignof表达式中对函数名进行操作的话C语言是不允许的无法编译所以属于错误表达式但是其他正常的表达式中函数名就是函数的地址3函数名得到的是函数的地址这里要说明的是的操作数必须是一个左值可以被 赋值变量数组结构体成员所以函数名这种写法是错误的但是C语言规定了这种写法是允许的得到的结果就是函数的地址函数指针变量语法⬇️⬇️⬇️返回值类型 (*指针变量名)( 参数类型列表) ;int(*p)(int,int)解释p是函数指针变量名*代表这是这是一个地址int 是函数的返回值类型int int 是函数参数类型注意事项❗❗❗int (*p) (int int )中的(*p)是必须用括起来强调代表这是一个指针变量*代表着是指针变量的意思如果不括起来的话int *p (int int)*不会自动和p结合这就变成了一个函数声明函数名是p返回值类型是int *,参数类型是int int 2.用法调用函数⬇️⬇️⬇️在表达式中函数名会隐式转化成函数地址所以函数名在函数调用的表达式中函数名隐式转化成了函数的地址所以用一个函数的地址就可以调用这个函数代码⬇️⬇️⬇️#includestdio.hintadd(inta,intb){returnab;}intmain(){int(*p)(int,int)add;printf(34的结果是 %d\n,add(3,4));printf(34的结果是 %d\n,p(3,4));printf(34的结果是 %d\n,(*p)(3,4));printf(34的结果是 %d,(add)(3,4));return0;}代码解释⬇️⬇️⬇️1add(3,4)函数名在函数中隐式转化为函数地址直接调用函数2函数指针变量 p 存的 add 函数的地址所以用p(函数地址)可以直接调用 add 函数3*p,得到的是这个函数但是函数出现在表达式中又会马上隐式转化为函数的地址最终还是通过函数的地址调用函数4add得到的是函数的地址直接通过函数的地址调用函数5所以在函数调用中函数名只是一个语法形式最终还是通过隐式转化成函数地址去找到这个函数的空间进行调用和访问6 补充函数开辟空的方式是函数栈帧向内存申请了一块临时的空间这块空间的起始地址又一个寄存器保存所以调用函数的时候直接通过这个地址找到这个函数的空间是最方便的7函数名只是一个叫法虽然函数名代表的是这个函数但是在表达式中会隐式转化成函数地址但是函数在用的时候就是函数的地址才有用函数名的意义呢代表整个函数的意义在哪里呢最后有用的就是这个地址所以有些理解是我们人类语法的理解。五typedef关键字定义typedef是用来类型重命名的可以将复杂的类型简单化。语法typedef 原类型 别名typedefunsignedintuint;//将unsigned类型 重命名为uinttypedefint*ptr_t;//将int* 类型 重命名为ptr_t注意❗❗❗原类型是带 * 号的话别名的位置要放在 * 的旁边也就是放在变量名的位置typedefint(*ptr_t)(int,int)原本没有typedef的话ptr_t 就是一个函数指针变量变量名但是有了 typedef 的话这个变量名位置就是 typedef 定义类型的别名六函数指针数组定义一个数组数组内的每一个元素都是函数指针一个地址指向的内容是函数语法返回值类型 (*数组名 [数组大小] ) (参数类型列表) ;解释函数指针数组的数组名要写在原本函数指针变量名的位置而 数组大小依然紧跟在数组名后面。int(*p)(int,int);//函数指针变量int(*arr[5])(int,int);//函数指针数组原本函数指针变量p的位置变成了 数组名 数组大小 arr[5] 解释arr是函数指针数组的数组名[5]是数组的元素个数int (*) (int,int)是函数指针的类型1.转移表函数指针数组的作用之一实现一个转移表定义转移表是一个函数指针数组每个元素函数指针指向一个函数。程序运行时通过索引数组下标对应选择的元素来调用对应的函数。计算器的一般实现#includestdio.hintadd(inta,intb){returnab;}intsub(inta,intb){returna-b;}intmul(inta,intb){returna*b;}intdiv(inta,intb){returna/b;}intmain(){intnum0;do{printf(*****************************************\n);printf(******1.加法 2.减法 ***********\n);printf(****** ***********\n);printf(****** ***********\n);printf(****** ***********\n);printf(******3.乘法 4.除法 ***********\n);printf(******0.退出 ***********\n);printf(*****************************************\n);printf(请选择运算_);scanf(%d,num);switch(num){case1:{inta0;intb0;printf(请输入要计算的两个数字_);scanf(%d %d,a,b);printf(%d\n,add(a,b));break;}case2:{inta0;intb0;printf(请输入要计算的两个数字_);scanf(%d %d,a,b);printf(%d\n,sub(a,b));break;}case3:{inta0;intb0;printf(请输入要计算的两个数字_);scanf(%d %d,a,b);printf(%d\n,mul(a,b));break;}case4:{inta0;intb0;printf(请输入要计算的两个数字_);scanf(%d %d,a,b);printf(%d\n,div(a,b));break;}case0:{break;}default:{printf(输入错误请重新输入_);break;}};}while(num);return0;}这个普通的计算器里面我们用了很多重复的代码是代码非常不美观不简洁容易出错我们可以使用转移表来实现一下函数指针数组⬇️⬇️⬇️#includestdio.hintadd(inta,intb){returnab;}intsub(inta,intb){returna-b;}intmul(inta,intb){returna*b;}intdiv(inta,intb){returna/b;}intmain(){intnum0;do{printf(*****************************************\n);printf(******1.加法 2.减法 ***********\n);printf(****** ***********\n);printf(****** ***********\n);printf(****** ***********\n);printf(******3.乘法 4.除法 ***********\n);printf(******0.退出 ***********\n);printf(*****************************************\n);printf(请选择运算_);int(*sum[55])(int,int){0,add,sub,mul,div};scanf(%d,num);if((num1)(num4)){printf(请输入操作数_);inta0;intb0;scanf(%d %d,a,b);printf(%d\n,sum[num](a,b));}elseif(num0){printf(退出计算器);}else{printf(输入错误请重新输入);}}while(num);return0;}用一个函数指针数组存入所有的函数地址再用统一用数组下标去访问这些函数指针这些函数指针再调用对应的函数实现对应的计算器功能。点击表格内对应链接跳转对应内容⬇️⬇️⬇️作者主页吃透C语言专栏Gitee仓库