• 庖丁解牛 指针的高端操作


    目录

    写在前面

    1.字符指针

    2.指针数组

    3.数组指针

    3.1数组指针的定义

    3.2 &数组名VS数组名

    3.3 数组指针的使用

    二维数组与数组指针

    4.数组参数和指指针参数

    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

    5.1函数指针的定义

    6.函数指针数组

    7.指向函数指针数组的指针

    8.回调函数

    附:


    写在前面

    初阶c语言之浅识指针中,我已经详细地介绍了指针的概念:

    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. 指针的大小是固定的 4/8 个字节( 32 位平台 /64 位平台)。
    3. 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。
    4. 指针的运算。
    接下来我们就进入指针的高阶主题继续深入的了解指针。

    1.字符指针


    在指针的类型中我们知道还有一种指针类型为字符指针char*
    简单的使用:
    1. int main()
    2. {
    3. char ch = 'w';
    4. char* pc = &ch;
    5. *pc = 'w';
    6. return 0;
    7. }

    还有一种使用方式如下:

    1. int main()
    2. {
    3. const char* pstr = "hello world";//这里是把一个字符串放到pstr指针变量里了吗?
    4. printf("%s\n", pstr);
    5. return 0;
    6. }

    代码const char* pstr = "hello world";特别容易让同学以为是把字符串 hello world放到字符指针 pstr

    里了,但是本质是把字符串 hello world首字符的地址放到了pstr中

    上面代码的意思是把一个常量字符串的首字符 h 的地址(0x0012ff44)存放到指针变量 pstr 中。

    有这样一道题目:

    1. #include
    2. int main()
    3. {
    4. char str1[] = "hello bit.";
    5. char str2[] = "hello bit.";
    6. const char* str3 = "hello bit.";
    7. const char* str4 = "hello bit.";
    8. if (str1 == str2)
    9. printf("str1 and str2 are same\n");
    10. else
    11. printf("str1 and str2 are not same\n");
    12. if (str3 == str4)
    13. printf("str3 and str4 are same\n");
    14. else
    15. printf("str3 and str4 are not same\n");
    16. return 0;
    17. }

    我们不妨先来猜猜结果,然后来看答案:

    是否与你的想法有所差异呢?

    原因是这样:

    这里str3和str4指向的是同一个常量字符串。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。

    2.指针数组


    初阶c语言之浅识指针中,我们已经学习过指针数组。这里简单回忆一下:

    1. int* arr1[10]; //整型指针的数组
    2. //描述:
    3. //arr1数组有10个元素,且每个元素都为int*类型
    4. char* arr2[4]; //一级字符指针的数组
    5. //描述:
    6. //arr2数组有4个元素,且每个元素都为char*类型
    7. char** arr3[5];//二级字符指针的数组
    8. //描述:
    9. //arr3数组有5个元素,且每个元素都为char**类型

    3.数组指针


    3.1数组指针的定义

    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。
    那么下面代码哪个是数组指针?
    1. int* p1[10];
    2. int(*p2)[10];
    3. //p1, p2分别是什么?

    答案是下面的代码。那么我来解释一下为什么数组指针长这个样子:

    1. int (*p)[10];
    2. //解释:p先和*结合,说明p是一个指针变量,然后指着指向的是一个大小为10个整型的数组。
    3. //所以p是一个指针,指向一个数组,叫数组指针。
    4. //这里要注意:[]的优先级要高于*号的,所以必须加上()来保证p先和*结合。

    3.2 &数组名VS数组名

    对于下面的数组:
    int arr[10];

    arr 和& arr 分别是啥?

    我们知道arr是数组名,数组名表示数组首元素的地址。

    那&arr数组名到底是啥?

    我们看一段代码:

    1. #include
    2. int main()
    3. {
    4. int arr[10] = { 0 };
    5. printf("%p\n", arr);
    6. printf("%p\n", &arr);
    7. return 0;
    8. }

    运行结果如下:

    可见数组名和&数组名打印的地址是一样的。

    难道两个是一样的吗?
    我们再看一段代码:
    1. #include
    2. int main()
    3. {
    4. int arr[10] = { 0 };
    5. printf("arr = %p\n", arr);
    6. printf("&arr= %p\n", &arr);
    7. printf("arr+1 = %p\n", arr + 1);
    8. printf("&arr+1= %p\n", &arr + 1);
    9. return 0;
    10. }

    运行之后:

    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 数组的地址 ,而不是数组首元素的地址。(细细体会一下)
    本例中 &arr 的类型是: int(*)[10] ,是一种数组指针类型

    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 40

    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。
    看代码:
    1. #include
    2. int main()
    3. {
    4. int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
    5. int(*p)[10] = &arr;//把数组arr的地址赋值给数组指针变量p
    6. //但是我们一般很少这样写代码
    7. return 0;
    8. }

    数组指针使用实例:

    1. #include
    2. void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)
    3. {
    4. int i = 0;
    5. int j = 0;
    6. for (i = 0; i < row; i++)
    7. {
    8. for (j = 0; j < col; j++)
    9. {
    10. printf("%d ", arr[i][j]);
    11. }
    12. printf("\n");
    13. }
    14. }
    15. void print_arr2(int(*arr)[5], int row, int col)
    16. {
    17. int i = 0;
    18. int j = 0;
    19. for (i = 0; i < row; i++)
    20. {
    21. for (j = 0; j < col; j++)
    22. {
    23. printf("%d ", arr[i][j]);
    24. }
    25. printf("\n");
    26. }
    27. }
    28. int main()
    29. {
    30. int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//这是一个二维数组
    31. print_arr1(arr, 3, 5);
    32. //数组名arr,表示首元素的地址
    33. //但是二维数组的首元素是二维数组的第一行
    34. //所以这里传递的arr,其实相当于第一行的地址,是一维数组的地址
    35. //可以数组指针来接收
    36. printf("-----------------\n");
    37. print_arr2(arr, 3, 5);
    38. return 0;
    39. }

    二维数组与数组指针

    这里有非常重要的一点,我们已经知道数组名就是数组首元素的地址(有两个例外),那么对于二

    维数组来说,二维数组的首元素是什么呢?其实就是第一行数组。

    如图所示,我们给arr+1之后,它的地址跳过了一个一维数组的大小。所以我们可以通俗的把二维

    数组arr理解为,arr数组包含3个元素,每个元素都是元素个数为5、元素类型为int类型的数组。

    我们甚至可以换一种方式来定义二维数组:

    1. int arr1[5]={1,2,3,4,5};
    2. int arr2[5]={6,7,8,9,10};
    3. int arr3[5]={0};
    4. int ( * (arr[3]) ) [5] = { arr1,arr2,arr3 };

    定义太复杂看不懂?

    没关系我们细致分解:

    1. arr[3]//首先arr是一个数组,且包含3个元素,所以先和[3]结合
    2. int (*) [5]//这是一个数组指针的类型,表明该指针指向一个数组
    3. //且数组包含5个元素,每个元素是int类型
    4. int (*(arr[3]))[5] //表明arr数组包含3个元素,且每个元素的类型都是数组指针

    接下来,我们尝试认识并解释下面代码:

    1. //整型数组:
    2. int arr[5];
    3. //arr是一个数组,包含5个元素,且每个元素的类型是int
    4. //指针数组:
    5. int *parr1[10];
    6. //parr1是一个数组,包含10个元素,且每个元素的类型是int*
    7. //数组指针:
    8. int (*parr2)[10];
    9. //parr2是一个指针,指向的是一个数组,数组包含10个元素,且每个元素的类型是int
    10. //数组指针数组
    11. int (*parr3[10])[5];
    12. //parr3是一个数组,包含10个元素,且每个元素的类型是数组指针
    13. //数组指针指向的是一个数组,包含5个元素,且每个元素的类型是int

    4.数组参数和指指针参数


    在写代码的时候难免要把【数组】或者【指针】传给函数,那函数的参数该如何设计呢?

    4.1一维数组传参

    如果我们要将如下两个数组作为参数传递给test函数

    1. #include
    2. void test1()//参数该如何设计?
    3. void test2()//参数该如何设立?
    4. int main()
    5. {
    6. int arr1[10] = { 0 };
    7. int* arr2[20] = { 0 };
    8. test1(arr1);
    9. test2(arr2);
    10. }

    下面展示的几种设计方式都是正确的:

    1. void test(int arr[])//可以省略10
    2. {}
    3. void test(int arr[10])
    4. {}
    5. void test(int* arr)
    6. {}
    7. void test2(int* arr[20])
    8. {}
    9. void test2(int** arr)
    10. {}

    有的小伙伴可能不明白为何可以用指针作为参数来接收一维数组。

    是因为,我们调用test函数时,都将数组名传递过去,而数组名又是首地址,当然可以用一个指针

    变量来接收。

    对于arr1,是一个整型数组,元素类型为int ,所以用int*的指针来接收;

    对于arr2,是一个指针数组,元素类型为int* ,所以用int**的二级指针来接收。

    4.2 二维数组传参

    1. #include
    2. int main()
    3. {
    4. int arr[3][5] = {0};
    5. test(arr);
    6. return 0;
    7. }

    如果我们要将二维数组arr传递给test函数,那么test函数又该如何如何设计呢?

    1. void test(int arr[3][5])
    2. {}
    3. //void test(int arr[][])
    4. //{}
    5. void test(int arr[][5])
    6. {}
    7. //void test(int* arr)
    8. //{}
    9. //void test(int* arr[5])
    10. //{}
    11. void test(int(*arr)[5])
    12. {}
    13. void test(int** arr)
    14. {}

    如上面代码所示,除了被注释掉的代码,其他的都是行得通的。

    对于第二种格式为什么是错的,是因为有这样的规定:

    总结:二维数组传参,函数形参的设计只能省略第一个 [] 的数字。
    因为对一个二维数组,可以不知道有多少行,但是必须知道一行多少元素。 这样才方便运算。
    第四、五两种形式是接收一维数组的设计。
    那么最后两种又为什么行呢?
    参照第三节最后的二维数组与数组指针就不难理解了。
    原因就是,二维数组的数组名就是首元素地址。而其实二维数组的每个元素又是一个数组。所以
    我们可以用数组指针 int(*arr)[5] 或是 二级指针来接收。

    4.3一级指针传参

    一级指针传参相对简单,就用一个指针变量接收即可。

    一级指针运用实例:

    1. #include
    2. void print(int* p, int sz)
    3. {
    4. int i = 0;
    5. for (i = 0; i < sz; i++)
    6. {
    7. printf("%d\n", *(p + i));
    8. }
    9. }
    10. int main()
    11. {
    12. int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    13. int* p = arr;
    14. int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    15. //一级指针p,传给函数
    16. print(p, sz);
    17. return 0;
    18. }

    4.4二级指针传参

    同样的,二级指针传参,也只需一个二级指针即可。

    例如:

    1. #include
    2. void test(int** ptr)
    3. {
    4. printf("num = %d\n", **ptr);
    5. }
    6. int main()
    7. {
    8. int n = 10;
    9. int*p = &n;
    10. int **pp = &p;
    11. test(pp);
    12. test(&p);
    13. return 0;
    14. }

    思考一下:

    通过前面的二级指针与二维数组的关系,分析一下当函数的参数为二级指针时,可以接收什么参

    数?大致有这么几种:

    1. void test(char** p)
    2. {
    3. }
    4. int main()
    5. {
    6. char c = 'b';
    7. char* pc = &c;
    8. char** ppc = &pc;
    9. char* arr[10];
    10. test(&pc);
    11. test(ppc);
    12. test(arr);//Ok?
    13. return 0;
    14. }

    5.函数指针


    之前学到,&+变量名可以得到变量的地址,&+数组名可以取出数组的地址(其实是数组首元素的地址)。那么当我们第一次听到函数指针这个概念时,有没有首先想到函数也会有地址吗?怎么得到函数的地址?难道&+函数名就可以得到函数的地址吗?

    其实还真是,看以下操作:

    1. #include
    2. void test()
    3. {
    4. printf("hehe\n");
    5. }
    6. int main()
    7. {
    8. printf("%p\n", test);
    9. printf("%p\n", &test);
    10. return 0;
    11. }

    结果如下:

    我们发现,不仅&+函数名可以得到函数的地址,就连函数名本身也是函数的地址。

    既然得到了函数的地址,我们如何将函数的地址保存起来呢?

    这就要用到函数指针了。

    5.1函数指针的定义

    下面我们看代码:

    1. void test()
    2. {
    3. printf("hehe\n");
    4. }
    5. //下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
    6. void (*pfun1)();
    7. void* pfun2();
    首先,能给存储地址,就要求 pfun1 或者 pfun2 是指针,那哪个是指针?
    答案是:
    pfun1可以存放。pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参
    数,返回值类型为void
    下面我们多练习如何认识函数指针:
    1. int (*pfun3)(int a, int b);
    2. //pfun3先和*结合,说明pfun3是一个指针,指向一个函数,
    3. //函数有两个参数,参数的类型都是int,函数的返回值是int类型
    4. char* (*pfun4)(int* pa, int* (*parr)[10]);
    5. //pfun4先和*结合,说明pfun4是一个指针,指向一个函数,
    6. //函数有两个参数,参数的类型一个是int*,一个是数组指针,函数的返回值是char*类型

    6.函数指针数组


    首先提问,函数指针数组是一个指针还是数组?答案是是一个数组

    数组是一个存放相同类型数据的存储空间,那我们已经学习了指针数组,
    比如:
    1. int *arr[10];
    2. //数组的每个元素是int*
    那要把函数的地址存到一个数组中,那这个数组就叫函数指针数组,那函数指针的数组如何定义
    呢?
    1. //首先,函数指针数组是数组
    2. parr[];
    3. //数组的每个元素是函数指针,以无参函数,且无返回值的函数为例
    4. void (*) ();
    5. //结合后
    6. void (*) () parr[];
    7. //规范的写法
    8. void (*parr[])()

    再多举几个例子吧:

    1. int (*parr1[5]) (int a,int b);
    2. char (*parr2[10]) (int* a,int* b);
    3. double (*parr3[10]) (double a.double* b);
    4. int* (*parr4[10]) (int (*pfun) (int a,int b).int* a);
    5. //....

    函数指针数组有什么用途呢?

    例如,我们现在要实现一个计算器,包含加减乘除四种功能。我们可以将这四种功能分别用四个函

    数来实现。然后将四个函数对应的函数指针保存到一个函数指针数组里。当我们运行计算器的程序

    时,可以根据选择不同功能的选项,来找到函数指针数组不同下标所对应的不同函数,进行运算。

    由于代码太长,将计算器的代码实现放在文章末尾。

    7.指向函数指针数组的指针


    首先,指向函数指针数组的指针是一个指针。

    指针指向一个数组,数组的每个元素都是函数指针。
    那么该如何定义一个指向函数指针数组的指针呢?
    1. #include
    2. void test(const char* str)
    3. {
    4. printf("%s\n", str);
    5. }
    6. int main()
    7. {
    8. //函数指针pfun
    9. void (*pfun)(const char*) = test;
    10. //函数指针的数组pfunArr
    11. void (*pfunArr[5])(const char* str);
    12. pfunArr[0] = test;
    13. //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
    14. void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
    15. return 0;
    16. }

    如果给我们一个指向函数数组的指针,我们不会辨别怎么办?

    没关系,我们逐步来分解:

    1. //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
    2. void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
    3. //首先我们看到*与ppfunArr结合
    4. //所以ppfunArr是一个指针,我们将*ppfunArr记作a
    5. void (*a[])(const char*)
    6. //现在我们看到,a与[]先结合
    7. //说明指针a指向的是一个数组
    8. //接下来将a[]移除
    9. void (*) (const char*)
    10. //剩下的部分我们已经学过,是一个函数指针
    11. //说明数组的元素类型是函数指针
    12. //总结,ppfunArr是一个指针,指向一个数组,数组的每个元素都是函数指针
    13. //所以,ppfunArr称为指向函数指针数组的指针

    8.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。具体的使用我们以库函数qsort为例。

    附:

    计算器一般实现:
    1. #include
    2. int add(int a, int b)
    3. {
    4. return a + b;
    5. }
    6. int sub(int a, int b)
    7. {
    8. return a - b;
    9. }
    10. int mul(int a, int b)
    11. {
    12. return a * b;
    13. }
    14. int div(int a, int b)
    15. {
    16. return a / b;
    17. }
    18. int main()
    19. {
    20. int x, y;
    21. int input = 1;
    22. int ret = 0;
    23. do
    24. {
    25. printf("*************************\n");
    26. printf(" 1:add 2:sub \n");
    27. printf(" 3:mul 4:div \n");
    28. printf("*************************\n");
    29. printf("请选择:");
    30. scanf("%d", &input);
    31. switch (input)
    32. {
    33. case 1:
    34. printf("输入操作数:");
    35. scanf("%d %d", &x, &y);
    36. ret = add(x, y);
    37. printf("ret = %d\n", ret);
    38. break;
    39. case 2:
    40. printf("输入操作数:");
    41. scanf("%d %d", &x, &y);
    42. ret = sub(x, y);
    43. printf("ret = %d\n", ret);
    44. break;
    45. case 3:
    46. printf("输入操作数:");
    47. scanf("%d %d", &x, &y);
    48. ret = mul(x, y);
    49. printf("ret = %d\n", ret);
    50. break;
    51. case 4:
    52. printf("输入操作数:");
    53. scanf("%d %d", &x, &y);
    54. ret = div(x, y);
    55. printf("ret = %d\n", ret);
    56. break;
    57. case 0:
    58. printf("退出程序\n");
    59. break;
    60. default:
    61. printf("选择错误\n");
    62. break;
    63. }
    64. } while (input);
    65. return 0;
    66. }

    计算器函数指针数组的实现:

    1. #include
    2. int add(int a, int b)
    3. {
    4. return a + b;
    5. }
    6. int sub(int a, int b)
    7. {
    8. return a - b;
    9. }
    10. int mul(int a, int b)
    11. {
    12. return a * b;
    13. }
    14. int div(int a, int b)
    15. {
    16. return a / b;
    17. }
    18. int main()
    19. {
    20. int x, y;
    21. int input = 1;
    22. int ret = 0;
    23. int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表
    24. while (input)
    25. {
    26. printf("*************************\n");
    27. printf(" 1:add 2:sub \n");
    28. printf(" 3:mul 4:div \n");
    29. printf("*************************\n");
    30. printf("请选择:");
    31. scanf("%d", &input);
    32. if ((input <= 4 && input >= 1))
    33. {
    34. printf("输入操作数:");
    35. scanf("%d %d", &x, &y);
    36. ret = (*p[input])(x, y);
    37. }
    38. else
    39. printf("输入有误\n");
    40. printf("ret = %d\n", ret);
    41. }
    42. return 0;
    43. }

    本章完!

  • 相关阅读:
    博客自动化测试
    飞桨EasyDL实操范例:工业零件划痕自动识别
    【毕设选题】opencv 图像识别 指纹识别 - python
    Java / MybatisPlus:JSON处理器的应用,在实体对象中设置对象属性,对象嵌套对象
    手把手教你用nodejs+SQL Server2012做增删改查
    基于Php的服装鞋子商城的设计与实现
    SaaSBase:什么是涂色scrm?
    令人愉快的 Nuxt3 教程 (一): 应用的创建与配置
    反爬篇 | 手把手教你处理 JS 逆向之 CSS 偏移
    4 -25
  • 原文地址:https://blog.csdn.net/gllll_yu/article/details/127598528