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【C语言进阶】指针进阶(干货)

一、字符指针

字符变量的地址用字符指针char*接收

int main()
{
    char ch = 'x';

    //ptr前的*是在告诉我们ptr是指针
    char* ptr = &ch;//字符变量的地址用字符指针ptr接收
}

还有另外一种使用方式

#include <stdio.h>
int main()
{
    //常量字符串不能被修改,用const修饰
    const char* ptr = "happy new year";
    printf("%s\n", ptr);
    return 0;
}

这串代码很容易认为是把字符串"happy new year"放到字符指针ptr里了,但本质是把字符串“happy new year”的首字母h的地址放到了ptr中

剑指offer例题

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a[] = "hello";
    char b[] = "hello";

    const char* c = "hello";
    const char* d = "hello";

    if (a == b)
        printf("a和b相同\n");
    else
        printf("a和b不相同\n");

    if (c == d)
        printf("c和d相同\n");
    else
        printf("c和d不同\n");

    return 0;
}

【程序运行结果】

为什么是以上的结果呢?

不同的数组在创建时,会在内存中开辟不同的空间。由于地址不同,则a和b不相同。

因为常量字符串永远都不会被改变掉,所以它在内存中就没必要再开辟一个空间来存放另一个hello,所以c和d会同时指向字符串的首地址。

二、指针数组

int* arr[10];
char* arr[10];

指针数组本质上就是数组,是一个存放指针的数组(或存放地址的数组)

详细内容请看《初阶指针》 点击跳转

三、数组指针

1、数组指针的定义

数组指针本质上是指针,是能够指向数组的指针。

int *p[10];

解释:
优先级 * < [],所以p指向的是数组,并且每一个元素的类型都是int*,
所以它是一个指针数组

int (*p)[10];

解释:
由于加了括号,p先和*结合,这说明了p是一个指针,然后指向一个大小
为10的数组,并且每一个元素都是int类型,所以它是一个数组指针

2、&数组名和数组名的区别

这块内容在《深入学习数组》已经讲过了 点击跳转

这里再为大家说说它们的区别

对于下面的数组

int arr[10];

我们都知道arr是数组名,数组名表示数组首元素的地址。

那&arr是什么意思,我们分别打印出它们的地址

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    printf("arr:%p\n", arr);
    printf("&arr:%p\n", &arr);

    return 0;
}

【程序运行结果】

可见它们的地址都是一样的,难道它们真的是一样的吗?我们再来看一段代码

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    printf("arr:%p\n", arr);
    printf("arr:%p\n", arr + 1);

    printf("&arr:%p\n", &arr);
    printf("&arr:%p\n", &arr + 1);

    return 0;
}

【程序运行结果】

根据上面的代码我们发现,其实&arr和arr,虽然值是一样的,但是意义却不一样。

实际上:**&arr是的是数组的地址(整个数组)**,而不是数组首元素的地址。&arr + 1,跳过的是整个数组的大小。

&arr的类型是int (*)[10],是一种数组指针类型

3、数组指针的使用

一般用于二维数组

例:用一个数组指针打印一个二维数组

#include <stdio.h>
//二维数组传参arr[][3]、arr[3][3]
void Print(int(*p)[3], int row, int col) //二维数组arr是第一行数组的地址,
                                         //也就是一个一维数组的地址
{
    for (int i = 0; i < row; i++)
    {
        for (int j = 0; j < col; j++)
        {
            printf("%d ", p[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main()
{
    int arr[3][3] = { {1,2,3},{4,5,6},{7,8,9} };
    
    //封装一个数组来打印
    Print(arr, 3, 3);

    return 0;
}

【程序运行结果】

最后再看看下面这几行代码的意思

int arr[5];  //整型数组,数组有5个元素

int* p[10];  //是指针数组,数组有10个元素,每个元素的类型是int*

int(*p)[10]; //数组指针,指向10个元素的数组,每个元素是int类型

int(*p[10])[5]; //这个要拆开看,p先和[]结合,是一个数组有5个元素,
                //并且它的类型是int(*)[5] (把p[10]去掉就是其类型)

四、数组传参和指针传参

在写代码的时候难免要把【函数】或者【指针】传给数组,那函数的参数改如何设计呢?一起来看吧

1、一维数组传参

//一维数组传参的形参可以这么写
void test(int arr[])
void test(int arr[10])
void test(int* arr) //arr是数组首元素的地址,用指针接收

int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    //函数传参传参
    test(arr);
    return 0;
}

2、一级指针传参

//一级指针传参
void test(int *arr[10])//一级指针接收,大小也可省略不写

void test(int **arr) //arr是首元素地址,数组每一个元素类型都是int*
                     //一级指针传参可以拿二级指针接收

int main()
{
    int* arr[10] = { 0 };

    test(arr);

    return 0;
}

3、二维数组传参

void test(int arr[3][3])
void test(int arr[][4])//行可省,列不可省
void test(int (*p)[3]) //二维数组arr是第一行的地址
                       //第一行的地址就是整个一维数组的地址,所以用数组指针接收

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

    test(arr);

    return 0;
}

4、二级指针传参

思考:函数的参数为二级指针,实参可以是什么??

void test(int** p)
{
    ;
}
int main()
{
    int** p;
    test(p);//二级指针传参,二级指针接收

    int* p;
    test(&p);//一级指针地址传参,二级指针接收

    int* arr[10];
    test(arr);//arr作为首元素地址,每个元素都是int*类型,二级指针接收

    return 0;
}

五、函数指针

1、函数指针的定义

函数指针的本质上也是个指针,它是指向函数的指针。

这可以类比数组指针(指向数组的指针)

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

我们也能不能**&函数名**,拿到函数的地址呢?然后再把函数的地址存到一个函数指针变量里呢?

来看看下面的一段代码

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
int main()
{
    printf("%p", &Add);
    return 0;
}

【程序结果】

通过以上代码我们发现,函数名也是有地址的,所以我们能不能创建一个变量并把这个地址存起来呢?

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
int main()
{
    int (*p)(int, int) = &Add;
    return 0;
}

接下来还能类比,&arr不加&,arr则是数组首元素的地址,如果不&数组名,那么单独的数组名是否是函数首元素的地址呢?

让我们用代码说话

**总结:&数组名和数组名都是函数的地址。 **

2、函数指针的使用

既然p指向Add函数,所以能不能用p来调用Add函数呢?

这时就得用到解引用操作符

不能口说无凭,咱代码说话

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
int main()
{
    int (*p)(int, int) = &Add;
    
    //对指针p解引用找到Add函数
    int res = (*p)(100, 200);
    printf("%d\n", res);
    return 0;
}

【程序运行结果】

这样一串下来,我们就发现一段关系

*p == Add == &Add == p

所以上述的代码中,解引用操作符就可以去掉了

六、函数指针数组

1、函数指针数组的定义

函数指针数组本质上是一个数组,是用来存放函数地址的数组。

类比一下:

指针数组
//存放的是字符指针
char* arr[10];

//存放整型指针
int* arr[10];

//那么函数指针就是存放 函数指针的数组

例如:
int Add(int x,int y)
{
    return x + y;
}

int main()
{
   int (*p)(int,int) = &Add //函数指针
      
    //函数指针数组就是基于函数指针改造的
    //函数指针数组本质上是个数组

    int (*p[3])(int,int) = {&Add};

    //[]的优先级高于*,所以p先和[]结合,所以p是个数组
    //类型是  int (*)(int,int) -->函数指针类型
}

2、函数指针数组的用途

在讲函数指针数组用途之前,首先用代码为大家实现一个计算器,能实现加、减、乘、除的功能。

这和以往猜数字的模式差不多 点击跳转猜数字小游戏

【代码实现】

#include <stdio.h>
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;
}

void menu()
{
    printf("*******************************\n");
    printf("****    1.Add   2.Sub      ****\n");
    printf("****    3.Mul   4.Div      ****\n");
    printf("*****       0.Exit         ****\n");
    printf("*******************************\n");
}
int main()
{
    int input = 0;
    int x = 0;
    int y = 0;
    int res = 0;
    do
    {
        menu(); //打印菜单
        printf("请选择:");
        scanf("%d", &input);
        switch (input)
        {
        case 1:
            printf("请输入两个整数:");
            scanf("%d %d", &x, &y);
            res = Add(x, y);
            printf("相加的结果为:%d\n", res);
            break;
        
        case 2:
            printf("请输入两个整数:");
            scanf("%d %d", &x, &y);
            res = Sub(x, y);
            printf("相减的结果为:%d\n", res);
            break;
        
        case 3:
            printf("请输入两个整数:");
            scanf("%d %d", &x, &y);
            res = Mul(x, y);
            printf("相乘的结果为:%d\n", res);
            break;
        
        case 4:
            printf("请输入两个整数:");
            scanf("%d %d", &x, &y);
            res = Div(x, y);
            printf("相除的结果为:%d\n", res);
            break;
        
        case 0:
            printf("退出计算器");
            break;
        
        default:
            printf("选择错误\n");
            break;
        }
    } while (input);
}

【程序运行结果】

若此时计算器中还要加入按位与&、按位或|等操作符运算,虽然只要在代码内部多加几行函数,但这也会导致代码越来越来长。所以,可以使用函数指针数组来分别存放Add、Sub的地址

【代码实现】

#include <stdio.h>
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;
}

void menu()
{
    printf("*******************************\n");
    printf("****    1.Add   2.Sub      ****\n");
    printf("****    3.Mul   4.Div      ****\n");
    printf("*****       0.Exit         ****\n");
    printf("*******************************\n");
}
//函数指针数组
int (*p[5])(int, int) = { 0,Add,Sub,Mul,Div };
//这里的0,是为了和菜单对应,当然也可以写NULL

int main()
{
    int input = 0;
    int x = 0;
    int y = 0;
    int res = 0;
    do
    {
        menu(); //打印菜单
        printf("请选择:");
        scanf("%d", &input);

        if (input == 0)
        {
            printf("退出计算器\n");
            break;
        }
        else if (input >= 1 && input <= 4)
        {
            printf("请输入两个整数:");
            scanf("%d %d", &x, &y);

            //当input为0则退出,
            //当input为1则调用Add函数
            //以此类推...

            int res = p[input](x, y);
            printf("结果为:%d\n", res);
        }
        else
        {
            printf("选择错误,请重新选择\n");
        }
        
    } while (input);
}

【程序运行结果】

七、指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针本质上是个指针

指针指向一个数组

数组每个元素的类型都是函数指针

1、定义

int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

int main()
{
    //整型数组
    //arr是数组,&arr
    int arr[10] = { 0 };
    int(*p)[10] = &arr; //数组指针

    //函数指针数组
    //同样的,p也是个数组,也&p
    int (*p[3])(int, int);
    int (*(*pp)[3])(int, int) = &p; //这就是指向函数指针数组的指针
}

用概念再来分析一下

int (*(*pp)[3])(int, int) = &p

①pp先和结合,说明pp是一个*指针

指向一个数组有3个元素

③每个元素的类型都是int (*)(int, int) --> 函数指针类型

Q:这么复杂类型怎么看?

int (*(*pp)[3])(int, int),把(*pp)[3]去掉,剩下就是类型

八、回调函数

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。

就像上面的代码,方框部分是有大部分代码是重复的,我们可以利用回调函数的方式来把它变得更加简洁

【代码实现】

#include <stdio.h>
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;
}

void calc(int (*p)(int ,int)) //函数传参,函数指针接收
{
    int x = 0;
    int y = 0;
    printf("请输入两个整数:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
    int res = p(x, y);
    printf("计算结果为:%d\n",res);
}

void menu()
{
    printf("*******************************\n");
    printf("****    1.Add   2.Sub      ****\n");
    printf("****    3.Mul   4.Div      ****\n");
    printf("*****       0.Exit         ****\n");
    printf("*******************************\n");
}
int main()
{
    int input = 0;
    do
    {
        menu(); //打印菜单
        printf("请选择:");
        scanf("%d", &input);
        switch (input)
        {
        case 1:
            calc(Add);
            break;

        case 2:
            calc(Sub);
            break;

        case 3:
            calc(Mul);
            break;

        case 4:
            calc(Div);

        case 0:
            printf("退出计算器");
            break;

        default:
            printf("选择错误\n");
            break;
        }
    } while (input);
}

九、总结

本章重点讲解了数组指针、数组传参、指针传参、函数指针、回调函数和函数指针数组等内容。欲知后事如何,关注博主,下期更精彩!!


本文转载自: https://blog.csdn.net/Weraphael/article/details/128746579
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