15-C语言：第15天笔记

Star在努力2025-07-29 18:54

C语言：第15天笔记

内容提要

  • 指针
    • 数组指针
    • 指针数组
    • 字符数组和字符指针
    • 指针函数

回顾

c 复制代码 
#include <stdio.h>

/**
 * 指向一维数组的指针
 */ 
int t_p1()
{
    // 创建一个一维数组
    int arr[] = {10,20,30,40,50};
    // 计算数组大小
    int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  

    // 创建一个数组指针指向一维数组arr
    int (*p)[len] = &arr;
    // 借助数组指针遍历数组
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        // p 指向 arr这个数组，p存储了arr这个数组的地址
        // 如果通过指针访问数组：*p  *和[]在一起，[]的优先级大于*
        printf("%-4d", (*p)[i]);
    }
    printf("\n");

}

/**
 * 指向二维数组的指针
 */ 
int t_p2()
{
    // 创建一个二维数组
    int arr[][3] = {
        {10,20,30},
        {100,200,300},
        {1000,2000,3000}
    };
    // 获取行和列的容量
    int row_len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int col_len = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);

    // 方式1，二维数组指针指向二维数组   不推荐
    int (*p)[][3] = &arr;

    // 遍历数组
    for (int i = 0; i < row_len; i++)
    {
        for (int j = 0; j < col_len; j++)
        {
            printf("%-6d", (*p)[i][j]);
        }
    }
    printf("\n");

    // 方式2，一维数组指针指向二维数组，本质上是一体维数组指针指向二维数组的行（默认首行）推荐
    // &arr：获取该二维数组的地址，范围作用于整个数组
    // arr：数组名默认指向第一个元素，这里就是行，默认首行，范围作用于整个行，等价于 &arr[0]
    // 数组参与指针运算，会降级为指针
    int (*p1)[3] = arr;

    for (int i = 0; i < row_len; i++)
    {
        for (int j = 0; j < col_len; j++)
        {
            printf("%-6d",p1[i][j]);
            printf("%-6d",(*(p1+i))[j]);
            printf("%-6d",*(p1[i]+j));// 列偏移
            printf("%-6d",*(*(p1+i)+j));
        }
    }
    printf("\n");
    
}

int main(int argc,char *argv[])
{
   t_p1();
   t_p2();
    
}

指针

数组指针与指针数组

数组指针
指针和数组中符号优先级
c 复制代码 
（）> [] > *
通过指针引用二维数组
表示形式 含义 地址/值
arr 二维数组名，指向一维数组arr[0]，0行首地址 2000
arr[0],*(arr+0),*arr 0行0列元素地址，数组降级为指针 2000
arr + 1, &arr[1] 1行首地址 2008
arr[1],*(arr + 1) 1行0列元素arr[1][0]的地址 2008
arr[1]+2,*(arr+1)+2,&arr[1][2] 1行2列元素arr[1][2]的地址 2012
*(arr[1]+2),*(*(arr+1)+2),arr[1][2] 1行2列元素arr[1][2]的值 元素值为13

注意：二维数组中，数组整体的地址值 == 数组中0行元素的地址值 == 数组中0行0列元素的地址值

案例
案例1

  • 需求：用指向元素的指针变量输出二维数组元素的值

  • 代码：

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    // 定义一个二维数组
    int arr[3][4] = {10,20,30,40,100,200,300,400,1000,2000,3000,4000};

    // 定义一个指针变量，用来指向数组中的元素
    int *p = /* *(arr+0) |*/ *arr /* | arr[0] */;

    // 获取元素个数 = 行容量 * 列容量
    
    int len = (sizeof(arr)/sizeof(arr[0])) * (sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0]));

    // 使用单层for循环遍历二维数组,列
    for (; p < arr[0] + len; p++)
    {
       // 每四个一行  p1 - p2 = (p1地址 - p2地址) / sizeof(type)
       if ((p - arr[0]) % 4 == 0 && p != arr[0]) printf("\n");

       printf("%-6d", *p);
    }

    printf("\n");

    return 0;
}
案例2：

  • 需求：数组指针- 输出二维数组任意行任意列的元素的值

  • 代码：

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    // 定义一个二维数组
    int arr[3][4] = {1,3,5,7,11,33,55,77,111,333,555,777};

    // 创建一个数组指针指向二维数组
    int (*p)[4] = arr; // 二维数组中的第一个元素就是首行  int (*p)[3][4]

    // 创建两个变量，接收控制台输入的行和列
    int row, col;

    printf("请输入行号和列号：\n");
    scanf("%d,%d",&row,&col);

    printf("arr[%d][%d]=%d,%d,%d,%d\n",row,col,*(*(p+row)+col),(*(p+row))[col],*(p[row]+col),p[row][col]);

    return 0;
}
指针数组

**定义：**指针数组是一个数组，数组中每一个元素都是一个指针。

特点：

  • 先有指针，后有数组
  • 指针数组的本质是一个数组，只是数组中的每一个元素是指针。

语法：

c 复制代码 
数据类型 *数组名[容量];

案例：

c 复制代码 
  > Description:  

#include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    // 定义三个变量
    int a = 10, b = 20, c = 30;

    // 定义指针数组：先有指针，后有数组
    int *arr[3] = {&a, &b, &c};

    // 获取大小
    int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 遍历数组
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        printf("%-3d", *arr[i]);
    }

    printf("\n");

    return 0;
}

建议：我们一般使用指针数组处理字符串，后续专门讲解。

数组指针与指针数组的区别
对比项 指针数组 数组指针
定义 数组元素均为指针的数组 指向一个完整数组的指针
存储内容 存储多个指针，每个元素指向不同内存地址 存储单个指针，指向一个完整的数组（首地址）
内存分配 每个指针元素独立分配内存，可能分散 指向的数组内存连续，指针本身存储数组首地址
语法示例 int *arr[5] （元素为5个int*指针） int (*arr)[5] (指向5个int的数组的指针)
访问方式 通过下标访问指针元素，再解引用： *arr[i] 先解引用指针得到数组，再访问元素： (*arr)[i]
使用场景 管理多个独立指针（如字符串数组、动态结构体数组） 操作多维数组（如传递二维数组的行指针）
内存布局 [ptr1] → 数据1 [ptr2] → 数据2 ... ptr → [数据1][数据2]...
示例代码 int a=1, b=2;int *arr[] = {&a, &b}; int arr[2][3] = {1,2,3,4,5,6};int (*ptr)[3] = arr;

字符数组与字符指针

字符串实现

在C语言中，表示一个字符串有以下两种方式：

① 数组形式：用字符数组存放一个字符串

② 指针形式：用字符指针指向一个字符串

案例
c 复制代码 
#include <stdio.h>

/**
 * 方式1：使用字符数组实现字符串
 */ 
void str_test1()
{
    // 定义一个伪字符串
    char str[] = "I LOVE YOU";
    // 数组名是一个常量，也就是不支持赋值
    // str = "YUE QIAN"; // 编译报错，常量不支持修改，替代方案：strcpy(str,"YUE QIAN");
    
    printf("%s\n", str); // 数组在传参时，会被降级为指针
}

/**
 * 方式2：使用字符指针指向字符串
 */ 
void str_test2()
{
    // 定义一个伪字符串
    char *str = "I LOVE YOU"; // 指针str指向一个字符串常量
    // 改变str的指向
    // str = "YUE QIAN";
    printf("%s\n", str);
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    str_test1();
    str_test2();

    char arr[200];
    char *str = arr; // 局部变量，如果未初始化，默认是随机值，如果是指针变量，地址值就是随机
    printf("请输入一个字符串：\n");
    scanf("%s", str);
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

注意：字符数组和字符指针变量都能实现字符串的存储与运算。（字符指针---> 字符类型的指针变量）

字符数组和字符指针的联系
概念

  • 字符数组由元素组成，每个元素中存放一个字符；而字符指针（指向char类型的指针变量）中存放的是地址；

  • 只能对字符数组中的各个元素赋值，而不能用赋值语句对整个字符数组赋值。

    c 复制代码 
    char arr[3] = {};   // 等价于 {'\0'}; 等价于 {0};
arr[2] = 'A';       // 正确，对字符数组的元素赋值

arr = {'E','D','F'};// 错误，数组名是常量，不能对其进行整体赋值

  • 字符数组名虽然代表地址，但是数组名的值不能改变，因为数组名是常量。

    c 复制代码 
    char a = 'A';
char arr[50] = {};

char *p = arr; // 指针p指向数组第一个元素，p存储的是arr数组中第一个元素的地址

p = &a;   // 改变指针p的指向，使其指向变量a，p存储的是a的地址

arr = &a; // 错误：数组名虽然是指针，但是数组名同时也是常量，所以不能赋值

p++; // p指向arr的第2个元素
arr+5;  
*p = 'W';
printf("%c %c\n", *p, *arr);

return 0;
}

  • 对于字符串中字符的存取，可以用下标法，也可以用指针法。

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
    // 使用两种方式创建字符串
    char str1[] = "你好，双哥哥！";
    char *str2 =  "你好，豪哥哥！";// 0x11

    // 赋值测试
    // str1 = "你好，强哥哥！"; // 错误，数组一旦创建，就无法改变其值。
    str2 = "你好，帅哥哥！";// 0x12

    // 打印测试
    printf("%s,%s\n", str1, str2);

    // 测试从控制台获取一个字符串
    // char *str;// 此时默认值是NULL，NULL对应的空间地址0x00000000，这块空间拒绝访问
    // printf("请输入一个字符串：\n");
    // scanf("%s",str);
    // printf("输出-%s\n",str);// 输出NULL

    // 注意：从控制台接收一个字符串只能用字符数组
    
    char a[] = "I LOVE YOU!";
    char *b  = "I LOVE YOU!";

    printf("%c,%c\n%c,%c\n%s,%s\n",a[2],*(a+2),b[2],*(b+2),a+2,b+2);// L,L L,L 
    1 2
    
    return 0;
}
字符串作为形参
定义

  • 实参与形参都可以是字符数组

    c 复制代码 
    void fun(char str[], int len) {..}
void main()
{
    char str[] = "hello";
    int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
    fun(str, len)
}

  • 实参用字符数组，形参用字符指针

    c 复制代码 
    void fun(char *str, int len) {..}
void main()
{
    char str[] = "hello";
    int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
    fun(str, len)
}

  • 形参和实参都是字符指针。(在函数内部不能对字符串常量中的字符做修改)

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

void fun(char *str, int len) {
    printf("%s\n", str);// 0x1000 str依然指向"hello"这个常量空间

    // *(str+1) = 'E';// 编译错误  不能修改"hello"这个常量空间的数据

    // str[2] = 'L';  // 编译错误

    str = "zhangsanfeng"; // 0x2000 此时并没有改变常量空间的数据，只是改变了指针的指向

    printf("%s\n", str);
}

void main()
{
    char *str = "hello"; // 0x1000 str指向的"hello"是一个常量空间，常量空间不支持修改
    int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
    fun(str, len); // 0x1000
}

  • 实参是字符指针，形参是字符数组。(在函数内部不能对字符串常量中的字符做修改)

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

void fun(char str[], int len) {
    printf("%s\n", str);// 0x1000 str依然指向"hello"这个常量空间

    // *(str+1) = 'E';// 编译错误  不能修改"hello"这个常量空间的数据

    // str[2] = 'L';  // 编译错误

    str = "zhangsanfeng"; // 此时并没有改变常量空间的数据，只是改变了指针的指向

    printf("%s\n", str);
}

void main()
{
    // char str[] = {'h','e','l','l','o','\0'};  // 这个可以看做是字符串变量，这个是支持修改元素
    char *str = "hello"; // 0x1000 str指向的"hello"是一个常量空间，常量空间不支持修改
    int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
    fun(str, len);// 0x1000
}
注意

  1. 字符数组在创建的时候，会在内存中开辟内存空间，内存空间可以存放字符数据；字符指针在创建的时候，需要依赖于字符数组，字符指针在内存开辟的内存空间中，存放的是数组元素的地址。字符指针的创建依赖于字符数组，字符数组可以独立存在，而字符指针不能独立存在。

  2. 字符数组可以初始化，但是不能赋值；字符指针可以初始化，也可以赋值。

    c 复制代码 
     char str1[] = "hello"; // 对数组初始化
 str1 = "hi"; // 对数组赋值，此时错误
 
 str1[0] = 'H';  // 对数组中的元素赋值，此时正确
案例
案例1

  • 字符指针作为函数参数：用函数调用实现字符串的复制以及长度计算

  • 代码：

    c 复制代码 
      


#include <stdio.h>

/**
 * 定义一个函数，实现字符串拷贝
 * @param source 拷贝的源字符串，该字符串不能被修改
 * @param dest 需要拷贝的目标数组
 * @return 字符串的长度
 */ 
int _str_cpy(const char *source, char *dest)
{
    // 定义一个循环变量
    register int i = 0;

    // 遍历循环
    while (source[i] != '\0')
    {
        // 实现拷贝
        *(dest + i) = *(source + i); // 等价于 dest[i] = source[i];
        i++;
    }

    // 拷贝结束，一定要给dest中插入\0
    *(dest + i) = '\0';

    return i;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    char source[20],dest[20];

    printf("请输入一个字符串：\n");
    scanf("%s", source);

    int size = _str_cpy(source, dest);

    printf("字符串：%s的长度是%d\n", dest, size);

    return 0;
}
案例2

  • 需求：字符指针作为函数的参数-给定一个字符串，截取start到end之间的字符串，含头不含尾

  • 代码：

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

/**
 * 定义一个函数，实现字符串的截取
 * @param source 源字符串（字符数组、字符串常量、字符指针）
 * @param start  开始位置
 * @param end    结束位置
 * @param dest   目标数组（字符数组）
 * @return 目标字符串长度
 */
int str_substr(const char *source, int start, int end, char *dest)
{
    register int i = 0, k = 0;

    // 遍历字符串
    while (source[i] != '\0')
    {
        // 根据start和end截取
        if (i >= start && i < end) // 含头不含尾
        {
            *(dest + k) = *(source + i);  // hello  
            k++;
        }
        i++;
    }

    *(dest + k) = '\0';

    return k;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    char *str = "abcdefg";// cde
    char dest[26];
    int len = str_substr(str,2,5,dest);

    printf("%s,%s,%d\n", str, dest, len);// abcdefg,cde,3
    
    return 0;
}

函数指针与指针函数

指针函数

定义：

本质上是上函数，这个函数的返回值类型是指针，这个函数称之为指针函数。（返回值是指针的函数叫做指针函数）

语法：

c 复制代码 
// 写法1
返回类型* 函数名(形参列表)
{
    函数体;
    return 指针;
}

// 写法2
返回类型 *函数名(形参列表)
{
    函数体;
    return 指针;
}

举例：

c 复制代码 
int *get(int a)
{
    int *p = &a;
    return p;
}

int main()
{
    int *a = get(5);
    printf("%d\n", *a);
}

注意：

​ 在函数中不要直接返回一个局部变量的地址。因为函数调用完毕后，随着栈帧的回收，变量空间会销毁，使得返回的地址就不明确，此时返回的指针叫做野指针。

解决方案：

​ 如果非要访问，可以给这个局部变量添加（定义的时候添加）static，可以延长它的生命周期，从而避免野指针（尽量少用，因为存在内存泄漏）

演示案例：

c 复制代码 
 
 
 #include <stdio.h>
 
 int *add(int a, int b)
 {
     static int sum;
 
     sum = a + b;
 
     return &sum;// 执行完return 作为函数作用域的布局变量sum的空间被释放
 }
 
 int main(int argc,char *argv[])
 {
     int *res = add(5,3);  // 接收到了地址，但是地址对应的空间已经释放
     printf("%d\n", *res);
 
     return 0;
 }
案例

  • 需求：有若干个学生，每个学生有4门成绩，要求在用户输入学号（int id）后，能输出该学生的全部成绩（float scores[4]），用指针函数实现。

  • 代码：

    c 复制代码 
    #include <stdio.h>

/**
 * 定义一个函数，要求输入学号，返回该学号对应学生的4门成绩
 * @param all：所有人的成绩传进来 查找源头
 * @param id：要检索学生的学号
 * @return id对应学生的4门成绩
 */ 
float* search(float (*all)[4], int id)
{
    // 定义一个指针变量，用来接收查询到的学生的所有成绩
    float *pt;

    pt = *(all + id);// 行偏移 {10,20,30,40}

    return pt;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    // 准备一个二维数组，存储3个学生的成绩
    float scores[3][4] = {
        {60,70,80,90}, // 0x2000  0x2004  0x2008 0x200C
        {66,77,88,99}, // 0x2010  0x2014  0x2018 0x201C
        {61,71,81,91}
    };

    // 定义一个变量，用来接收学生学号
    int id;
    printf("请输入学生学号（0~2）:\n");
    scanf("%d", &id);
    printf("第%d个学生的成绩：\n", id);

    // 创建一个指针，用来接收成绩
    float *p;// 0x11 --> 0x2000
    p = search(scores, id);// 0x21 --> 0x2000

    // 遍历
    for (; p < scores[id] + 4;  p++)
    {
        printf("%5.2f\t", *p);
    }
    // *(p + i)
    printf("\n");

    return 0;
}
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