【c语言】 -- 指针进阶

📕博主介绍：目前大一正在学习c语言，数据结构，计算机网络。

c语言学习，是为了更好的学习其他的编程语言，C语言是母体语言，是人机交互接近底层的桥梁。

本章来学习指针进阶。

让我们开启c语言学习之旅吧。

前言：

经过上次的c语言初阶指针的学习，今天要总结的知识是进阶指针，干货满满希望大家喜欢。

知识回顾：

1. 内存会划分为一个个的内存单元，每个内存单元都有一个独立的编号------称为地址，地址在c语言中也被称为指针。
2. 指针（地址）需要存储起来 ------ 存储到变量中，这个变量就被称为指针变量。
3. 指针的大小是固定的4/8个字节（32位平台/64位平台）
4. 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

那我们继续来探讨指针的高级主题

一.字符指针

在前面的学习中，我们已经接触过字符指针了。

比如

注：pc就是一个字符指针

还有一种使用方式如下：

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

代码 const char* pstr = "hello word.";

特别容易让同学以为是把字符串hello word放在字符指针psat里了，但本质是把字符串hello word.的首字符地址放到了pstr中。

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

一道非常经典的题目

#include <stdio.h>
int main()
{
	char str1[] = "hello bit.";
	char str2[] = "hello bit.";
	const char* str3 = "hello bit.";
	const char* str4 = "hello bit.";
	if (str1 == str2)
		printf("str1 and str2 are same\n");
	else
		printf("str1 and str2 are not same\n");
	if (str3 == str4)
		printf("str3 and str4 are same\n");
	else
		printf("str3 and str4 are not same\n");
	return 0;
}

运行结果

解析：这里str3和str4指向的是一个同一个常量字符串。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同。

二.指针数组

在初阶指针里面我们也学了指针数组，指针数组是一个存放指针的数组。

int* arr1[10]; //整形指针的数组
char *arr2[4]; //一级字符指针的数组
char **arr3[5];//二级字符指针的数组

三.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。

下面代码哪个是数组指针？

int *p1[10];
int (*p2)[10];

解析：

int *p1[10]:p1会和 [ ] 去结合，[ ] 的优先级要高于*号的，所以p1就是一个数组啦，每个元素是int *，这就是一个存放指针的数组。

int (*p2) [10] ;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。所以p是一个指针，指向一个数组，叫数组指针。

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：

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：

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.

数组名绝大部分情况下是数组首元素的地址

但是有2个例外：

1. sizeof(数组名) - sizeof内部单独放一个数组名的时候，数组名表示的整个数组，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,从地址值的角度讲和数组首元素的地址是一样的，但是意义不一样。

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：

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

一个数组指针的使用

#include <stdio.h>
void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}
void print_arr2(int(*arr)[5], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}
int main()
{
	int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	print_arr1(arr, 3, 5);
	//数组名arr，表示首元素的地址
	//但是二维数组的首元素是二维数组的第一行
	//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
	//可以数组指针来接收
	print_arr2(arr, 3, 5);
	return 0;
}

四. 数组参数、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

4.2 二维数组传参

4.3一级指针传参

4.4二级指针传参

五.函数指针

函数在调用的时候，也会去开辟空间，也会有相应的地址，那么存放函数地址的指针就叫做函数指针。

先来看一段代码

输出的是两个地址，这两个地址是 test 函数的地址。 那我们的函数的地址要想保存起来，怎么保存？ 下面我们，，看代码。

void test( )
{
   printf("hehe\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址？
void (*pfun1)();
void *pfun2();

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。

举一个小栗子

做一个小练习

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

5.1类型重定义

int (*parr1[10])();
int *parr2[10]();
int (*)() parr3[10]

typdef是c语言中的类型重定义，可以将复杂的代码简单化。

比如：

void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

//简化

typedef void(*pfun_t)(int);
pfun_t signal(int, pfun_t)

六. 函数指针数组

函数指针数组：数组的每个元素是函数指针类型，那函数指针的数组如何定义呢？

int (*parr1[10])();
int *parr2[10]();
int (*)() parr3[10]

答案是：parr1 parr1 先和 [] 结合，说明 parr1是数组，数组的内容是什么呢？ 是 int (*)() 类型的函数指针。

函数指针数组的用途：转移表

拿到函数的地址之后，就可以通过函数的地址去调用函数，将多个函数地址存放在一个数组里面，实现一个计算器

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
	return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
	return a / b;
}
int main()
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int input = 1;
	int ret = 1;
	int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div };//转移表
	while (input)
	{
		printf("**********************\n");
		printf("***1.add      2.sub***\n");
		printf("***3.mul      4.div***\n");
		printf("**********************\n");
		printf("请选择： ");
		scanf("%d", &input);
		if (input <= 4 && input >= 1)
		{
			printf("请输入操作数：");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = (*p[input])(x, y);
		}
		else
			printf("输入有误\n");
		printf("ret=%d\n", ret);
	}
	return 0;
}

通过这种转移表的方式来实现一个计算器很明显代码的效率会特别高，将来想要添加功能会更加方便。

七. 指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针是一个 指针 指针指向一个 数组 ，数组的元素都是 函数指针 ;

那该如何定义呢？

int (*pf）(int ,int) //函数指针

int (*pfArr [ ]）(int ,int) //函数指针数组

int ( * (*p) [4] ) (int , int) = &pfArr; //这个pfArr是函数指针数组的地址，p就是指向函数指针 数组的指针。

八.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。

利用回调函数来实现一个计算器

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
	return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
	return a / b;
}

void menu()
{
	printf("**********************\n");
	printf("***1.add      2.sub***\n");
	printf("***3.mul      4.div***\n");
	printf("**********************\n");
}
void Calc(int(*pf)(int, int))
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	printf("请输入两个操作数");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = pf(x, y);
	printf("%d\n", ret);
}
int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			Calc(add);  //回调函数
			break;
		case 2:
			Calc(sub);
			break;
		case 3:
			Calc(mul);
			break;
		case 4:
			Calc(div);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

运行原理：

Calc是一个函数，它的参数是一个函数指针，我们需要Calc实现什么功能的时候，只需要把对应的地址传进去，就可以实现想要的功能，这个通过函数指针调用的函数就叫做回调函数。

运行逻辑

本期就到这里啦！创作不要请多多支持，下期讲解qsort函数