【C语言进阶】指针与数组、转移表详解

前言

大家好我是程序猿爱打拳，我们在学习完指针的基本概念后知道了指针就是地址，我们可以通过这个地址并对它进行解引用从而改变一些数据。但只学习指针的基础是完全不够的，因此学习完指针的基础后我们可以学习关于指针的进阶，其中包括指针数组、数组指针、函数指针等。这篇文章的末尾也有模拟实现计算器源码及讲解。

目录

1.字符指针

2.指针数组

3.数组指针

3.1&数组名和数组名

3.2数组指针的定义

3.3数组指针的使用

4.数组参数、指针参数

4.1一维数组传参

4.2二维数组传参

4.3一级指针传参

4.4二级指针传参

5.函数指针

6.函数指针数组

6.1函数指针数组定义

7.实现计算器

7.1使用switch实现

7.2使用转移表实现

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1.字符指针

经过学习指针的基础后，我们知道了有一种指针类型为字符指针char*。一般这样写代码:

#include<stdio.h>int main()
{char ch = 'a';char *p = &ch;*p = 'b';printf("%c\n", ch);return 0;
}

以上代码最终输出的值为b，对指针p进解引用并赋新值从而改变了ch的值我们不难理解。还有一种写代码方式:

#include<stdio.h>int main()
{const char* p = "Hello World";printf("%s\n", p);return 0;
}

输出结果：

以上代码，我们把Hello World的首字符地址赋值给了指针p并不是把整个Hello World赋值给了指针p，因此在输出的时候是从H开始依次往后面输出的。当然我们在指针初阶学过以""初始化一个字符串的时候，字符串末尾会默认生成'\0'(结束标识符)。

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 在理解以上程序后，我们来看一组代码：

#include<stdio.h>int main()
{char str1[] = "Hello World.";char str2[] = "Hello World.";const char* str3 = "Hello World.";const char* str4 = "Hello World.";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;
}

输出结果:

以上代码，可能有些朋友认为str1不是和str2一模一样吗，为啥输出else后面的结果呢。其实是这样的。

str1和str2没有被const修饰的话是分别在内存中占不同的空间，str3和str4两个字符串都被const修饰了因此占用的空间是一致的。所以str1不等于str2，str3等于str4。

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2.指针数组

在指针基础知识中我们学到了指针数组是存放指针的数组。如以下代码:

	int* arr1[3];//整型指针的数组char *arr2[4];//一级字符指针的数组int **arr3[5];//二级字符指针的数组

我们拿整型指针的数组来举例:

#include<stdio.h>int main()
{int arr1[2] = { 1,2 };int arr2[2] = { 3,4 };int arr3[2] = { 5,6 };int* arr4[3] = { arr1,arr2,arr3 };for (int i = 0; i < 3; i++){for (int j = 0; j < 2; j++){printf("%d", arr4[i][j]);}}return 0;
}

输出结果:

以上代码中int *arry4[3]就是一个存放整型指针的数组，它的每一个元素都存放的是一个地址，这些地址分别是arr1，arr2，arr3的数组名也就是第一个元素的地址。通过这些个地址就能依次访问到这个地址及这个地址以后的内容，如通过arr1的地址访问到了1和2。

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3.数组指针

数组指针是什么呢，指针还是数组？其实它是指针。我们在指针初阶知道了整型指针可以这样定义：int * p;说了了p指向的是一个整型。浮点型指针可以这样定义：float * p;说明了p指向的是一个单精度浮点型。

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3.1&数组名和数组名

我们在数组学习的时候已经知道了数组名就是数组的首元素地址。那么&数组名到底是什么呢？我们来看一组代码:

#include<stdio.h>int main()
{int arr[2] = { 3,4 };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;
}

输出结果:

以上代码我们可以看到，数组名和&数组名还是有很大差异的。前两个结果看不太出，后两个代码我们可以看出单个的数组名+1也就是arr(首元素)+1只是增长了4，而&数组名+1也就是&arr+1却增长了8。我们知道整型是占四个字节而arr数组里面刚好有两个整型数字，因此我们得到的结论是&数组名是&整个数组的地址。 

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3.2数组指针的定义

我们可以这样写:int (*p)[10];解释:首先*先和p结合说明p是一个指针，其次int 和[10]结合。因此p指向的是一个有10个整型元素的数组。在3.1中我们知道了，单个的数组名只是数组的首元素地址，而&数组名得到是整个数组的地址，因此我们在初始化的时候应该这样:int (*p)[2]={&arr1,&arr2};以上为两个地址样式。

注意:[]号的优先级要高于*号，所以必须加上()来保证p先和*结合。

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3.3数组指针的使用

上面我们说到了，数组指针代表着指针指向的是数组，那么数组指针中存放的就是数组的地址了。比如:

#include<stdio.h>void print_arr1(int(*arr1)[4],int x,int y)
{for (int i = 0; i < x; i++){for (int j = 0; j < y; j++){printf("%d ", arr[i][j]);}}
}void print_arr2(int arr2[3][4], int x, int y)
{for (int i = 0; i < x; i++){for (int j = 0; j < y; j++){printf("%d ", arr2[i][j]);}}
}int main()
{int arr[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };print_arr1(arr, 3, 4);printf("\n");print_arr2(arr, 3, 4);return 0;
}

输出结果:

以上代码展示了数组指针的用法，在函数print_arry1(arr,3,4)中数组名arr表示首元素的地址。也就是二维数组的第一行地址。所以int (*arr1)[4]接受的arr其实是第一行的地址，可能有的朋友就有疑问了那为啥[]里面不是3而是4。因为二维数组的每一行有四个元素，因此[]里面是4。

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4.数组参数、指针参数

我们在写代码的时候难免会把数组或者指针传给函数，那么函数里面的参数该如何设计呢？下面我们来看四种情况。

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4.1一维数组传参

#include<stdio.h>void test1(int arr[])//函数1
{}
void test1(int arr[10])//函数2
{}
void test1(int* arr)//函数3
{}
void test2(int* arr[20])//函数4
{}
void test2(int** arr)//函数5
{}
int main()
{int arr1[10] = { 0 };int arr2[20] = { 0 };test1(arr1);test2(arr2);return 0;
}

函数1，没问题，数组传参过去，函数未指定大小的数组接收，可行。

函数2，没问题，数组传参过去，函数指定了大小的数组接收，可行。

函数3，没问题，数组传参过去，函数中未指定大小的指针来接受，可行。

函数4，没问题，数组传参过去，函数中指定大小的指针来接收，可行。

函数5，没问题，数组传参过去，函数中未指定大小指针来接收，可行。

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4.2二维数组传参

#include<stdio.h>void tset(int arr[3][5])//函数1
{}
void test(int arr[][])//函数2
{}
void test(int arr[][5])//函数3
{}
void test(int* arr)//函数4
{}
void test(int(*arr)[5])//函数5
{}
void test(int** arr)//函数6
{}
int main()
{int arr[3][5] = { 0 };test(arr);return 0;
}

函数1，没问题，二维数组传参，函数中二维数组接收。

函数2，有问题，二维数组传参，函数中二维数组不能省略列数。因为对一个二维数组来说可以不知道有多少行，但不能不知道有多少列。这样才能方便计算。

函数3，没问题，二维数组传参，可以省略行数。

函数4，有问题，二维数组传参，函数中用一级指针来接收不可行。

函数5，没问题，二维数组传参，函数中用数组指针来接受，在外面3.3中有讲解到。

函数6，有问题，二维数组传参，函数中用二级指针来接收不不可行，因为二级指针接收的是一级指针，而二维数组传过去的参数是第一个元素也就是第一行的地址。

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4.3一级指针传参

我们直接来看一组代码:

#include<stdio.h>void print(int* p, int sz)
{for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d\n", *(p + i));}
}
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int* p = arr;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);print(p, sz);return 0;
}

以上代码，中print函数就是一级指针的接收。在main函数中我们把arr的地址给了指针p，因此print(p,sz)传参过去的就是arr的首元素地址和arr数组元素的个数。因此print函数可以通过首元素地址依次访问到该数组结束。

注意:sizeof操作符和&符号对数组名进行操纵时，此时的数组名代表的是整个数组。

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4.4二级指针传参

#include<stdio.h>void test1(int** ptr1)
{printf("num= %d\n", **ptr1);
}void test2(int** ptr2)
{printf("num= %d\n", **ptr2);
}int main()
{int num = 10;int* p = &num;int** pp = &p;test1(pp);test2(&p);return 0;
}

输出结果:

以上代码，为二级指针的接收。二级指针的接收可以是一级指针的地址也可以是二级指针的地址。但无论是接收那个一种，解引用必须要解引用两次。

我们可以这样理解：p指针里面存放的是num，pp指针里面存放的是p。

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5.函数指针

首先我们来看一组代码:

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{printf("%p\n", &Add);return 0;
}

输出结果:

我们发现函数也是有地址的，因此我们可以把函数的地址存起来形成一个函数指针！

以上个代码为例：

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{int (*p)(int, int) = Add;return 0;
}

以上代码为例，我们可以这样存放函数的地址，首先我们要用一个指针p来接受，指针p的类型跟函数的返回类型一致(Add返回类型为int，因此p的类型为int)，其次指针p后面紧接着要说明函数的参数类型(Add参数为两个int，因此p后面要说明参数类型为int,int)，最后把函数的地址赋值给指针p。

注意:

1.函数名等同于&函数名，如Add=&Add

2.函数指针中指针的类型根据函数的返回类型来定

3.函数指针后面要说明函数的参数类型

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函数指针怎么用呢？还是根据以上代码进行修改:

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{int (*p)(int, int) = Add;int sum = (*p)(4, 6);printf("sum=%d\n", sum);return 0;
}

输出结果:

 

我们已经知道了，函数指针如何去赋值。用法也并不难，只是把对应的数据放在函数指针后面的()里面即可实现功能。 

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6.函数指针数组

函数指针数组的作用是：转移表，转移表是什么呢？

我们在写代码的时候，会遇到使用switch语句的情况。当我们使用switch来编写代码的时候，会发现得使用成千甚至上万条代码。但经过转移表的使用，代码的篇幅将会大大减少。

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6.1函数指针数组定义

我们在前几节学到了指针数组的用法，如：char* arr[10]存放的是字符指针，此时arr数组的每个元素为char*。int* arr[10]存放的是整型指针，此时arr数组的每个元素为int*。

那我们可不可以把函数指针存放在数组里面呢？是可以的！所以函数指针数组是存放函数指针的数组。它的定义方法如下:

我们在定义函数指针数组的时候，需要要在函数指针的基础上加上一个[]。使得函数指针变为函数指针数组。[]里面为函数指针的个数。以下代码演示了如何在函数指针基础上改变方法。

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{}int main()
{int (*p)(int, int) = Add;//这是一个函数指针int (*p[5])(int, int) = { Add };//这是一个函数指针数组return 0;
}

以上代码中，要注意的是:

1.函数指针数组定义时只是比函数指针多了一个[]，[]的个数代表着函数指针的个数。

2.函数指针数组在赋值的时候只能是地址。

3.函数名等同于&函数名。

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7.实现计算器

我们在认识道具函数指针数组的含义以及定义方式后，我们可以用转移表的方式来实现计算器。

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7.1使用switch实现

#include<stdio.h>void menu()
{printf("************************\n");printf("*    1.Plu  2.Sub      *\n");printf("*    3.Mul  4.Div      *\n");printf("*    0.Exit            *\n");printf("************************\n");
}int Plu(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;
}int main()
{int input = 0;int x = 0;int y = 0;int key = 0;do{menu();printf("请输入你的选项:>");scanf("%d", &input);switch (input){case 0:printf("你已退出程序!");break;case 1:printf("请输入两个整数:>");scanf("%d %d", &x, &y);key = Plu(x, y);printf("两数之和为:%d\n",key);break;case 2:printf("请输入两个整数:>");scanf("%d %d", &x, &y);key = Sub(x, y);printf("两数之差为:%d\n", key);break;case 3:printf("请输入两个整数:>");scanf("%d %d", &x, &y);key = Mul(x, y);printf("两数之积为:%d\n",key );break;case 4:printf("请输入两个整数:>");scanf("%d %d", &x, &y);key = Div(x, y);printf("两数之商为:%d\n",key);break;default:printf("请输入正确的选项!\n");break;}} while (input);return 0;
}

效果展示:

如果我们使用switch语句来实现这样一个简易的计算器我们会发现，每当我要添加一个功能的时候。都需要增加一个case语句，比如我要增加一个&运算，我得再加上一个case语句。因此我们可以使用函数指针数组(转移表)来实现，会简易很多。

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7.2使用转移表实现

#include<stdio.h>int Plu(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;
}int main()
{int input = 1;int x = 0;int y = 0;int key = 0;int (*p[5])(int x, int y) = { 0,Plu,Sub,Mul,Div };while (input){printf("************************\n");printf("****  1.Plu  2.Sub  ****\n");printf("****  3.Mul  4.Div  ****\n");printf("****  0.Exit        ****\n");printf("************************\n");printf("请输入你的选项:>");scanf("%d", &input);if ((input <= 4 && input >= 1)){printf("请输入两个整数:>");scanf("%d %d",&x,&y);key = (*p[input])(x, y);printf("得到的结果为:%d\n", key);}else{if (input != 0){printf("请输入正确的选项!\n");}else{printf("您已退出程序!");break;}}}return 0;
}

效果显示:

以上代码如果我们想要增加程序的功能，只需要添加函数、增加菜单栏内容、if语句的判断条件即可。

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以上就是本篇博客的内容，感谢你的阅读！

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