指针进阶(上)

内容小复习🐱：
字符指针:存放字符的数组
char arr1[10];
整型数组:存放整型的数组
int arr2[5];
指针数组:存放的是指针的数组
存放字符指针的数组(字符指针数组)
char* arr3[5];
存放整型指针的数组(整型指针数组)
int* arr[6];

下面进入学习了哦~👻

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前言

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4或者8个字节(32位平台4个字节,64位平台8个字节)
3.指针是有类型的,指针的类型决定了指针±一个整数的长度有多少,指针解引用操作时候的权限
4.指针的运算
指针能够加减整数运算
指针能够解指针
指针能够进行关系运算,也就是地址的关系运算,比较大小

一、字符指针

字符指针不仅仅可以指向字符,还可以指向字符串.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main() {char ch = 'w';char* pc = &ch;//pc就是字符指针//1.char* pd = "abcdef";  //"abcdef"表达式的值是首字符a的地址,p中实际上放的是a的地址//常量字符串不能修改//2.char arr[] = "abcdef";char* pf = arr;   //pf指向的是数组首元素的地址//arr数组是可以修改的//修改*pf = 'w';printf("%s\n", arr);return 0;
}

注意:
在有一些编译器中下面的代码会报错,因为"abcdef"是常量字符串,本质上不能修改,将这个字符串交给p是很危险的,char p 没有保护起来,所以通过p万一去修改a,在运行的时候就会出错.

char* p="abcdef";
*p='w';

解决办法:
加上const,意思是const修饰的是p,限制了p,
此时*p不能被修改

const char* p="abcdef";

所以即使是在vs2019中可以运行,但最好也在前面加上const

面试题讲解

#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;
}

分析:
拿"hello world."分别初始化一个数组,是必然都会创建的.创建两个数组在内存中的位置一定是有区别的.所以str1和str2不相等
对于const 修饰的常量字符串,不能被改,没有必要存两份,所以str3和str4里面存的是一样的
该题拓展:
下面的代码相等吗?

if(&str3==&str4){
}

答案:不相等.因为变量str3和str4是不在一个空间里面的,取str3的地址和str4的地址肯定不相等.
与上面的区别是:数组名是数组里面首元素的地址,而&str3取得是变量str3的地址

二、指针数组

指针数组:存放的是指针的数组

存放字符指针的数组(字符指针数组)
char* arr3[5];
存放整型指针的数组(整型指针数组)
int* arr[6];

1.字符指针数组

int main() {char* arr[] = { "abcdef","hehe","qwer" };for (i = 0; i< 3; i++) {printf("%s\n", arr[i]);}return 0;
}

2.整型指针数组

int main() {int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };//数组首元素地址是整型地址//arr是一个存放整型指针的数组int* arr[] = { arr1,arr2,arr3 };int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++) {//arr[i]拿到的是arr1/arr2/arr3的地址//加上一个j再解引用就可以拿到里面的各个元素int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) {//arr[i][j]也可以写成arr[i]+jprintf("%d ", arr[i][j]);//printf("%d ", *(arr[i] + j));}printf("\n");}return 0;
}

三、数组指针

类比上面的定义:

1.整型指针:指向整型的指针

	int a = 20;int* p = &a;

2.字符指针:指向字符的指针

	char ch = 'w';char* pc = &ch;

3.数组指针:指向数组的指针

数组名是首元素的地址,有两个例外:
一是sizeof内部单独放一个数组名
另一个是取地址数组名,这个取出的是数组的地址

int arr[10];
&arr; //取出的是数组的地址
pa说明pa是指针,当去掉pa时剩下int [10],说明pa指向的是数组

	int arr[10];int(*pa)[10] = &arr;

	char arr2[10];char(*pc)[10] = &arr2;

4.注意区分:arr 和&arr

绝大多数情况下,数组名是数组首元素的地址
但是有两个例外:
1.sizeof(数组名) sizeof内部单独放一个数组名的时候,数组名表示整个数组,计算得到的是数组的总大小
2.&arr 这里的数组名表示整个数组,取出的是整个数组的地址,从地址值的角度来讲和数组首元素的地址一样,但是意义不一样

int main() {int arr[10] = { 0 };printf("%p\n", arr);printf("%p\n", &arr[0]);printf("%p\n", &arr);return 0;
}

int main() {int arr[10] = { 0 };printf("%p\n", arr);printf("%p\n", arr+1);printf("%p\n", &arr[0]);printf("%p\n", &arr[0]+1);printf("%p\n", &arr);printf("%p\n", &arr+1);return 0;
}

printf(“%p\n”, arr);
printf(“%p\n”, arr+1);
数组名+1,数组名的类型是int*,int类型的指针+1之后跳过的是4个字节
printf(“%p\n”, &arr[0]);
printf(“%p\n”, &arr[0]+1);
&arr[0]的类型也是int,int*类型的指针+1之后跳过的是4个字节
printf(“%p\n”, &arr);
printf(“%p\n”, &arr+1);
&arr的类型是指向数组的指针,它的类型是int( * )[10],+1的时候跳过整个数组的长度

5.访问数组的三种形式

(1)下标访问

(2)指针访问

(3)数组指针访问(不推荐)

int main() {int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//使用指针来访问int* p = arr;for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", *(p + i));}//下标访问的形式访问数组for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", arr[i]);}//取出整个数组的地址,与上面访问数组的结果相同,但是不易于理解,不推荐int(*pa)[10] = &arr;    //pa相当于&arr  *pa相当于*&arr也就是*pa=arr  for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", *((*pa) + i));//*pa是首元素的地址//printf("%d ", (*pa)[i]);与上面等同}}

6.数组传参

(1)一维数组传参,形参写成数组或者指针的形式

I.写成数组的形式

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

II. 写成指针的形式

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

(2)二维数组传参

I.形式参数写成数组的形式

void print(int arr[3][5],int r,int c) {int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++) {int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) {printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}
}
//二维数组传参
int main() {int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7 };//封装一个函数打印二维数组//需要传数组,行和列print(arr, 3,5);return 0;
}

II.形式参数写成指针的形式

二维数组的数组名也表示首元素的地址.
二维数组其实是一维数组的数组.
每一行都是一个元素
二维数组的首元素是?
二维数组的首元素是第一行
首元素的地址就是第一行的地址
第一行的地址是一个一维数组的地址
形式参数要用数组指针int (*arr)[5]

//二维数组传参,形式参数用指针表示
void print(int (*arr)[5], int r, int c) {int i = 0;for (i = 0; ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/d69157ed8d1c428ea0d1a878b4d476c0.png)
i < 3; i++) {int j = 0;for (j = 0; j < 5; j++) {//printf("%d ",  *(*(arr+i)+j));  //等价于下一行的写法printf("%d ",arr[i][j]);}printf("\n");}
}
//二维数组传参
int main() {int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7 };//封装一个函数打印二维数组//需要传数组,行和列print(arr, 3, 5);return 0;
}

注意:

7.分析代码

(1)

int *parr1[10];

parr1和[]结合,是数组,十个元素,每个元素是int*类型,所以它是指针数组

(2)

int(*parr2)[10];

parr2是一个指针,指向的是数组,数组十个元素每个元素是int类型,所以它是数组指针

(3)

int(*parr3[10])[5];

parr3首先和[]结合是数组,数组名和数组个数parr3[10]除外,剩下的就是数组元素的类型int( * )[5],int( * )[5]说明是指针,指针指向的是5个元素的数组,每个元素的类型是int
parr3是数组,数组中存放指针,该指针又指向数组

可以理解为指针数组存放的是数组指针

四、数组参数、指针参数

1.一维数组传参

int main() {int arr1[10] = { 0 };int *arr2[20] = { 0 };test(arr1);test2(arr2);
}

以下test的写法可行吗?

(1)

void test(int arr[]) {}

ok.
数组的大小可以不写,因为虽然这里传过来的是一个数组,但是不会在函数里面真的创建一个数组,不需要大小

(2)

void test(int arr[10]) {}

ok
形参的数组可以写大小

(3)数组名传过去,形参的部分写成指针行不行?

void test(int *arr) {}

行还是不行取决于传过去的是什么
数组名表示首元素的地址,首元素是int的地址,整型的地址就要放到整型的指针里面
ok

以下test2的写法可行吗?

(1)

void test2(int* arr[20]) {}

arr2数组名表示首元素的地址,一维数组传参,形参部分写成数组,可行
数组20个元素,每个元素是int*类型
ok

(2)
能不能这样写?

void test2(int **arr) {}

因为这个数组每个元素都是int*,数组名表示首元素地址,就是一个int*的地址(一级指针的地址),应该放到二级指针变量里边去
ok

二级指针简单说明:

二级指针是指向指针的指针.
它的作用是为了获取指针的存放地址.
首先任何值都有地址,一级指针的值虽然是地址,但这个地址作为一个值也需要空间来存放,二级指针就是来存放这一空间的地址.

结论:

(1)一维数组传参,形参可以是数组,也可以是指针的.
(2)当形参是指针的时候,要注意类型

2.二维数组传参

int main() {int arr[3][5] = { 0 };test(arr);
}

形参的部分可以这样写吗?

(1)

void test(int arr[3][5]) {}

ok
二维数组传参还写成二维数组的形式,3行5列,没问题
(2)可以省去二维数组形参的行和列的长度吗?

void test(int arr[][]) {}

不行!
行可以省略,列不可以省略.
因为需要知道一行有几个元素,但是有几行不关心,只有找完一行才能找到下一行.
二维数组的内存是连续存放的.只有知道一行有几个元素的时候,才能知道第二行在哪里,第三行在哪里.
应该写成:

void test(int arr[][5]) {}

(3)

void test(int* arr) {}

不行!
二维数组首元素的地址相当于是它第一行的地址,第一行是五个整型的数组.相当于首元素的地址是一维数组首元素的地址,这里形参写一个整型指针来接收是不行的.
(4)

void test(int* arr[5]) {}

不行!
形参写成了数组,数组的每个元素是int*,完全搭不上
二维数组传参,要么写成二维数组的形式,要么写成指针的形式,这里写的是指针数组显然是不对的
(5)

void test(int(*arr)[5]) {}

ok
二维数组首元素的地址是一维数组首元素的地址,要用5个整型的数组指针来接收
(6)
形参的部分可以写成二级指针的形式吗?

void test(int **arr) {}

因为传过去的就不是一个一级指针,二级指针是用来接收一级指针的地址
这个写法完全不对,传过去的是一行的地址拿二级指针接收,完全不搭配

结论:

二维数组传参,参数可以是指针,也可以是数组.
如果是数组,行可以省略,但列不能省略
如果是指针,传过去的事第一行的地址,形参就应该是数组指针

3.一级指针传参

指针在传参的时候,类型只要匹配上,没有任何问题
一级指针传过去,形参的部分用一级指针接收

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] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = arr;  //1的地址交给了pint sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//一级指针p,传给函数print(p, sz);return 0;
}

思考:

当一个函数的形参部分为整型的一级指针的时候,函数能接收什么参数?
(1)传一个整型变量的地址

int a;
print(&a,10);

(2)传一个整型指针

int a;
int *p1=&a;
print(p1,10);

(3)传整型数组的数组名

int arr[10];
print(arr,10);

4.二级指针传参

二级指针传参的时候,形参部分就用二级指针接收

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;
}

pp二级指针传参的时候,形参的部分直接写成二级指针就可以了
&p是二级指针的地址,传过去应该用二级指针变量接收

思考:

当函数的参数是二级指针的时候,可以接收什么参数?
比如:
当只有下面这个函数的时候,调用它的时候可以传什么?

void test(int** ptr) {printf("num=%d\n", **ptr);
}

(1)传一个二级指针变量
(2)传一个一级指针变量的地址
(3)传一个指针数组
因为数组名表示首元素的地址,数组的每个元素都是int*,首元素的地址就是int*的地址,也就是二级指针,这里用二级指针接收,没问题

int* arr[10];
test(arr);

五、函数指针

1.回顾一下指针的类型

整型指针-指向整型的指针 int*
字符指针-指向字符的指针 char*
数组指针-指向数组的指针
int arr[10]; int (*p)[10]=&arr;
函数指针-指向函数的指针

数组指针中存放的是数组的地址
函数指针中存放的是函数的地址
&函数名 得到的就是函数的地址

数组:
数组名:首元素的地址
&数组名:数组的地址
函数:
函数名和&函数名,都是函数的地址,没有区别

int Add(int x, int y) {return x + y;
}
int main() {printf("%p\n", &Add);printf("%p\n", Add);return 0;
}

2.函数指针变量用来存放函数的地址

pf是函数指针的名字,去掉它是函数指针的类型,不需要交代形参的名字

int Add(int x, int y) {return x + y;
}
int main() {int (*pf)(int,int) = Add;//pf是函数指针的名字,去掉它是函数指针的类型,不需要交代形参的名字return 0;
}

3.通过函数指针调用它指向的函数

int Add(int x, int y) {return x + y;
}
int main() {int (*pf)(int,int) = Add;//pf是函数指针的名字,去掉它是函数指针的类型,不需要交代形参的名字int ret = (*pf)(3, 5);  //调用printf("%d\n", ret);return 0;
}

pf是函数指针的名字,去掉它是函数指针的类型.把Add放到pf里边,Add和pf就是一回事

总结:

(1)函数指针调用:

int ret = (*pf)(3, 5);  

在看完下面的(2)(3)之后发现这里的*其实就是一个摆设,那为什么既然是一个摆设,还能用呢?
其实就是为了方便理解,通常来说,pf是一个指针,要访问指针指向的对象需要解引用一下找到这个函数,然后再去调用它.对于编译器来说写或者不写都无关紧要.多写几个也无所谓,不会影响.
但是如果写的话,一定要把它和函数指针变量括起来,然后找到那个函数再调用它.
(2) 曾经调用函数使用:拿到函数名就是函数地址,再传参就可以调用,把结果放到ret里边去

int ret=Add(3,5);

(3)同理,Add和pf一回事,写成下面的形式也可以:

int ret=pf(3,5);

上述知识考察

下面这个函数的地址怎么用函数指针存起来?

char* test(int c,float* pf){}

解答:

int main()
{
char* (*pf)(int,float*)=test;
return 0;
}

4.阅读两段有趣的代码

下面的代码是什么意思呢?

代码1

int main() {(*(void(*)())0)();return 0;}

(1)
从0开始找切入口,0前面的括号里面是void( * )(),void( * )()是函数指针的类型.
(2)
类型放到括号里面是什么意思?是要进行强制类型转换.
0本来是int类型的,在前面放一个括号意思是强制类型转换,也就是把0转换成一种指针类型(在这里是函数指针类型),0也就转换成了函数地址
(4)
前面有一个*,也就是对强转换的地址进行解引用---->调用这个函数,调用的时候要传参,所以在最后有一个圆括号,调用的时候没有传参

代码1的意思:
I.将0强制类型转成void(*)()类型的函数指针
II.这就意味着0地址处放着一个函数,函数没有参数,返回类型是void
III.调用0地址处的这个函数

代码2:

int main() {void(*signal(int, void(*)(int)))(int);return 0;
}

理解:
函数的名字是signal,第一个参数是int类型,第二个参数是函数指针类型,去掉signal(int, void()(int)),剩下的void( )(int)即函数的返回类型是函数指针
代码2的意思:
上面的代码是一个函数声明
函数的名字是signal
函数的参数第一个是int类型,第二个类型是void(*)(int)类型的函数指针
该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void
signal函数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

代码2不易于理解,用typedef简化一下
typedef可以把某些类型进行简化

typedef int* ptr_t; //将int*取别名为ptr_t
//将void(*)(int)类型的函数指针重新起个别名叫pf_t
//写成typedef void(*)(int) pf_t是不符合语法的,重命名必须放在*的旁边
typedef void(*pf_t)(int);  
pf_t signal(int, pf_t);

注意:

typedef void(*pf_t2)(int);  //pf_t2是类型名
void(*pf)(int);    //pf是函数指针变量的名字

一般对类型重定义用typedef,不用#define

六.函数指针数组

指针数组:整型指针的数组
函数指针数组:数组的每个元素是一个函数指针

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;
}int main() {//同样类型的变量要定义四次非常繁琐,用数组统一保存int(*pf1)(int, int) = Add;int(*pf2)(int, int) = Sub;int(*pf3)(int, int) = Mul;int(*pf4)(int, int) = Div;//存放函数指针的数组---函数指针数组int(*pf[4])(int, int) = {Add,Sub,Mul,Div};//数组里面存放四个元素,每个元素是函数指针类型的数据,存的是四个函数的地址//下标:0 1 2 3//找到这四个函数int i = 0;for (i = 0; i <4; i++) {int ret = pf[i](8, 4);   //pf[i]代表的是数组里面各个元素,再传参,用ret接收结果printf("%d\n", ret);}return 0;
}

知识点练习

写一个计算器能完成整数的±*/

void menu() {printf("***************************************\n");printf("******1.add 2.sub**********************\n");printf("******3.mul 4.div**********************\n");printf("******0.exit     **********************\n");printf("***************************************\n");}
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;
}int main() {int input = 0;int x = 0;int y = 0;int ret = 0;do {menu();printf("请选择->");scanf("%d", &input);//只有输入1234的时候才需要打印结果//为了避免无关紧要的一些结果的输出switch (input) {case 1:printf("请输入两个操作数:>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Add(x, y);printf("%d\n", ret);break;case 2:printf("请输入两个操作数:>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Sub(x, y);printf("%d\n", ret);break;case 3:printf("请输入两个操作数:>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Mul(x, y);printf("%d\n", ret);break;case 4:printf("请输入两个操作数:>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Div(x, y);printf("%d\n", ret);break;case 0:printf("退出计算器\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}	}while (input);return 0;
}

在计算机基础上, 增加一些其他的功能:>> << & | ^ && ||

一直case下去代码太长了,有没有简化的方法?
将上面的代码简化

void menu() {printf("***************************************\n");printf("******1.add 2.sub**********************\n");printf("******3.mul 4.div**********************\n");printf("******0.exit     **********************\n");printf("***************************************\n");}
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;
}int main() {int input = 0;int x = 0;int y = 0;int ret = 0;//转移表//先输入一个下标,通过下标找到对应的函数,然后调用这个函数//有一种跳转的效果//注意:放进指针数组的函数的指针类型要保持一致//NULL就是0,0就是NULL,这里起到的是占位的作用int (*pfArr[])(int, int) = {NULL,Add,Sub,Mul,Div};  //创建一个函数指针的数组//下标   0  1   2   3   4do {menu();printf("请选择->");scanf("%d", &input);if (input >= 1 && input <= 4) {   //这里的4可以写成sizeof(pfArr)/sizeof(pfArr[0]再-1)printf("请输入两个操作数:>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = pfArr[input](x, y); //pfArr[i]找到的是数组里面元素的地址,找到之后传参数x,y,调用函数printf("%d\n", ret);}else if (input == 0) {printf("退出计算器\n");break;}else {printf("选择错误\n");}} while (input);return 0;
}

注意点:

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总结

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指针进阶的上部分内容就到这里啦,如果对友友们有帮助的话,记得点赞收藏博客,关注后续的指针进阶下集内容哦~👻👻👻