不允许你还不了解指针的那些事（二）（从入门到精通看这一篇就够了）（数组传参的本质+冒泡排序+数组指针+指针数组）

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数组名的理解

先来看一段代码 

我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果⼀模⼀样，数组名就是数组首元素(第⼀个元素)的地址。 

但是下面这段代码怎么解释呢？ 

 

如果arr代表首元素地址，那计算结果应该是4才对啊？ 

这里还看不出arr和&arr的区别，请看以下代码

使用指针访问数组

在这里数组名arr和指针p其实是等价的 

下列四种等价写法 

其实编译器在计算arr[i]时，就会把它转换为 *（arr+i），再进行计算  

所以下面展示一种奇特的写法

i[arr] <----> *(i+arr) <----> *(arr+i) <----> arr[i]  

一维数组传参的本质

首先从一个问题开始，我们之前都是在函数外部计算数组的元素个数，那我们可以把数组传给一个函数后，函数内部求数组的元素个数吗？ 

这里为什么是1呢？因为前面学过，函数传参arr，数组名是首元素的地址 。函数形参arr实际上是一个整型指针，而x86环境下，其大小为4个字节，所以除以一个整型元素等于1 

那么再来看看这段代码，想想输出结果是什么呢？

形参arr是字符指针，还是4个字节，但是它一次只能访问1个字节，所以相除结果为4  

所以在函数内部，此时arr数组和指针没有区别，相互等价  

当然，上面这种写法还有缺陷，因为只能打印固定元素，一旦原数组改变，就没办法完整打印。所以，我们最好算好元素个数，传入函数。  

为什么传入函数就变成指针了呢？从C语言设计的角度考虑， 因为通过指针已经能访问整个数组，而且如果将整个数组都传入函数，空间开销是非常大的，会造成空间浪费 

冒泡排序

 冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较 

先写一个基本框架  

再实现函数定义部分 ，先外层循环确定趟数，再内层循环确定每趟交换的对数，最后判断相邻元素大小，如果不满足顺序就交换 

这样就实现了冒泡排序。但是上述代码还可以再进行优化，试想一下，如果要排序的数组是

9，0，1，2，3，4，5，6，7，8  我们第一趟排序完便已经升序了 ，但是还在不停的循环判断。所以，我们可以这样改。

加入flag变量，表示数组当前是否有序。而判断有序的方法，则是如果一趟冒泡排序下来，没有一对交换，则证明有序。 反之，如果有交换，则flag置为0，表示无序，则继续下一趟冒泡排序。这样，就可以节省时间。 

二级指针

把a的地址取出，放在一级指针p中；把p的地址取出，放在二级指针pp中 。二级指针类型有两个**，比如int**，前面的int*说明pp指向的对象类型，后面的*说明pp是指针变量 

*pp通过p的地址找到p，*(*pp)再对p解引用，通过p中存储a的地址找到a  

依此类推，***就是三级指针……，不过三级指针及以上就用得很少了  

指针数组

我们先来做一下类比

那么，希望有一个数组，有5个元素，每个元素是整型指针，应该怎么写呢？ 

应该怎么理解呢？arr先与[ ]结合为数组，有5个元素 ，每个元素是int*（整形指针类型）。指针数组的每个元素是地址，又可以指向一块区域。 

指针数组模拟二维数组

那可能有同学会疑惑，这个指针数组有什么用呢？下面我们来演示用指针数组模拟二维数组 

存储了3个元素的指针数组，每一个元素就是一个指针，指向对应数组首元素的地址（数组名的理解）  

 

arr[ i ][ j ] ---->*( *(arr+i) + j )，两种等价写法 

字符指针变量

在指针的类型中我们知道有⼀种指针类型为字符指针 char* 

这里是把一个字符串放到pstr指针变量里了吗？ 

不是把字符串abcdef\0存放在p中，而是把第一个字符的地址存放在p中  

1. 你可以把字符串想象为一个字符数组，但是这个数组是不能修改的
2. 当常量字符串出现在表达式中的时候，它的值是第一个字符的地址  

那我们就可以来看看一些奇特的写法 

数组名，一般就是首元素地址，那么这里常量字符串和字符指针p都存储的是第一个字符的地址，那么也能用数组的方式进行打印访问。  

 但因为常量字符串是不能修改的，所以最好在p前用const进行修饰 

 我们再来看一道有趣的题目，请分析打印的结果：

有的同学可能会惊讶，这是为什么呢？因为，str1和str2是两个数组，因此有不同的地址，而str3和str4都是字符指针，指向相同的常量字符串 ，根据C语言的规则，相同的常量字符串只会保存一份（为了节省内存空间） 

数组指针变量

 

那我们来判断一下，下面的两段代码分别代表什么？

那有同学就会问了，数组指针变量怎么初始化？其实很简单，数组指针中存放的是整个数组的地址，那么只要&arr将数组的地址取出，放入数组指针中即可 

 这里再对比一下，普通整型指针都是存放数组arr首元素的地址，+1跳过一个元素；而数组指针是存放数组arr整体的地址，+1跳过整个数组 

 

二维数组传参的本质

有了数组指针的理解，我们就能够讲一下二维数组传参的本质了。 

让我们继续类比，过去我们讨论一维数组传参本质， 形参可以是数组，也可以是指针

为什么呢？

1.写成数组，更加直观，为了方便理解

2.写成指针，是因为数组传参，传过去的是数组首元素的地址

在之前扫雷项目的实现中，我们已经用过了二维数组传参，当时写的是数组的形式。所以，二维数组传参，写成数组是可以的，更加直观，方便理解，但是能写成指针的形式吗？ 

可以的！二维数组，其实是元素为一维数组的数组。对于二维数组，首元素是第一行，首元素的地址，就是第一行的地址。那么根据数组名的理解，二维数组数组名就代表第一行的地址。 

二维数组传参本质 上也是传递了地址， 传递的是第一行这个一维数组的地址

函数指针变量

但是，数组名和函数名还是有所不同的 ，我们发现数组名是首元素的地址，&数组名才是整个数组的地址；但是函数名和&函数名都是函数的地址 

 

函数指针变量的创建 

那么，函数指针应该怎样表示呢？我们来类比一下： 

解释：*先与pf结合，表示它是一个指针变量，后面跟（）表示函数调用，括号内表示函数参数，最左边表示函数返回类型  

再举一个例子

 

函数指针变量的使用

那函数指针怎么使用呢？ 

 

我们平时调用函数，写的都是ret的形式，那么函数指针就可以替换函数名的部分，先对指针解引用，后面在输入参数  

 前面说过，函数名和&函数名，都是函数的地址。那么，在创建函数指针的时候，右侧可以不写&。同时，函数指针代表的也是函数地址，那么也可以不写*。 

上述四种写法都是等价的  

两段有趣的代码

请大家尝试思考一下下面两段代码表达的是什么意思？

代码一

首先，void（*）()是刚刚学过的函数指针类型，参数为空，返回类型为void

其次，0前面的括号，表示强制类型转换，就比如  (int)3.14

最后，外层的  (*)( )，是一次对函数指针的调用，参数为空

 综上，这段代码是一次函数调用。先将0（数值）强制类型转换成函数指针类型（地址），再对它进行调用 

代码二

这段代码是一次函数声明，signal是函数名。 

signal参数有两个，第一个是整型（int），第二个是函数指针类型，该指针指向的函数参数为int，返回类型为void  

signal返回类型，也是void (*)（int）函数指针类型，该指针指向的函数参数为int，返回类型为void  

typedef关键字 

是不是感觉上述函数声明太抽象，那我们就可以使用typedef关键字进行重定义

typedef 是用来类型重命名的，可以将复杂的类型，简单化。

注意 : 数组指针和函数指针类型重定义时，重新定义的函数名要写在内部，不能写在最右侧 

这样，该代码是不是就好理解很多了？  

 

两段代码均出自：《C陷阱和缺陷》这本书  

函数指针数组

数组是一个存放相同类型数据的存储空间，我们已经学习了指针数组，

 

函数指针数组小小的运用 

数组中每个地址都指向一个函数 

依此类推，那么数组指针数组又怎么表示呢？比如：int（*parr1[ 3 ]）[ 3 ] 

上述例子，表示parr1是数组，数组的每个元素是int (*) [3]类型的数组指针，每个指针指向存储3个int（整型）的数组

转移表

前面的运用其实并不是函数指针数组的真正用途，下面来介绍它真正的好处。

函数指针数组 的用途： 转移表

举例：计算器的一般实现：

 我们想写一个加减乘除的计算器，先写一个菜单

主体框架用do-while循环和switch语句构建

紧接着是每条switch语句代表一种算法（加、减、乘、除） ，但是我们发现相似的代码出现了多份，显得有些冗余，这应该怎么办呢？

此时函数指针数组就派上用场了！这里的函数指针数组，我们称为转移表。这样，代码就简洁了不少，相同的代码只出现一份。

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