专栏：C语言
每日一句：人贵有自知之明，知道什么可为和不可为。若不可为，怎样做才能可为，那何时可为。
进阶指针
- 前言
- 一、字符指针
- 二、指针数组
- 1.指针数组的介绍
- 2.指针数组的使用
- 三、数组指针
- 1.数组指针的介绍
- 2.&数组名和数组名
- 3.数组指针的使用
- 四、函数指针
- 五、函数指针数组
- 六、回调函数
- 总结
前言
如若不知道指针是什么，点击传送门
本文是指针的主题，在前面我们已经稍微了解了指针，
1.指针就是个变量，用来存放地址，
2.指针大小在32位中是4字节，在64位中是8字节
3.指针是有类型的，指针的类型决定了指针的±整数的步长。
4.指针的运算
一、字符指针
字符指针是什么？
C语言的基本类型中有char类型，那么在指针的类型中也有一种指针类型为字符的指针char*，那么字符指针是怎么使用的呢？
int main()
{
char s = 'a';
char* ps = &s;
*ps = 'b';
return 0;
}
这是一种用法，还有下面一种用法。
#include <stdio.h>
int main()
{
const char* s = "Hao Hao Xue Xi";
printf("%s", s);
return 0;
}
const char* s = "Hao Hao Xue Xi";为什么通过s可以把这个字符串打印出来？是因为把这个字符串存到s指针变量里面了吗？
其实不是的，这里只是把这个字符串的首元素地址，存在了ps里，由第一个元素的地址可以找到后面元素的地址，直到遇到\0。
#include <stdio.h>
int main()
{
char a1[] = "Hello World";
char a2[] = "Hello World";
const char* ps1 = "Hello World";
const char* ps2 = "Hello World";
if (a1 == a2)
{
puts("a1 == a2");
}
else
{
puts("a1 != a2");
}
if (ps1 == ps2)
{
puts("ps1 == ps2");
}
else
{
puts("ps1 != ps2");
}
return 0;
}
那么，这个代码会输出什么结果呢？
结果为什么不是a1 == a2 和 ps1 == ps2呢？
我们分别把a1,a2,ps1,ps2的地址打印出来观察一下
看代码结果，ps1和ps2指向的是同一个地址，因为他们指向的是同一个字符串常量，在C语言中会把字符串常量存储到单独的一个内存区域，当n个指针指向同一个字符串常量的时候，他们实际指向的是同一块内存区域，所以，打印出来的地址是相同的。但是用不同的数组初始化为相同的字符串常量，结果就不是这样的，在创建数组的时候，计算机会自动在内存的某一区域开辟一段属于数组的空间，把数组的内容存在这个空间里，所以a1和a2的地址不相同。
二、指针数组
指针数组是指针还是数组？
答案：是数组，但是，指针数组是存放指针的数组
1.指针数组的介绍
我们经常用整型数组，字符数组等
int arr[]
char ch[]
整型数组，数组里面存放的都是整型，
字符数组，数组里面存放的都是字符，
同理：
指针数组，数组里面存放的应该是指针，指针是什么？指针就是地址，也可以这样说，数组里面存放的是地址。
int *arr[]
char *ch[]
2.指针数组的使用
那么，指针数组是怎么使用的呢？
看代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
const char ch1[4] = "hao";
const char ch2[4] = "hao";
const char ch3[4] = "xue";
const char ch4[4] = "xi";
char* pch[5] = { ch1, ch2, ch3, ch4 };
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
printf("%s\n", pch[i]);
}
return 0;
}
我们把ch[1,4]的地址都存到了pch里面，在通过ch[1,4]的地址，打印出字符串。
这就是指针数组的用法。
三、数组指针
上面刚刚介绍了指针数组，现在让我们来了解一下什么是数组指针。
数组指针是指针还是数组呢？
答案是：指针。
整型指针：int* ps：能够指向整型数据的指针
字符指针：char* ps：能够指向字符数据的指针
同理
那数组指针就应该是能够指向数组的指针
1.数组指针的介绍
int *ps[10]:是指针数组
int (*ps)[10]：是数组指针
ps先与结合，说明ps是一个指针变量，可以用来存放地址，在与[]结合，说明数组，所以，ps是一个指针，指向一个数组，叫数组指针
这里要注意：[]的优先级高于的优先级，所以要加上()
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。
2.&数组名和数组名
&数组名是什么？
数组名又是什么？
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
printf("数组名：%p\n", arr);
printf("&数组名：%p\n", &arr);
return 0;
}
从代码结果中，可以看到数组名的地址和&数组名是一样的，我们知道数组名代表的是首元素的地址，那么&数组名也代表的是数组首元素的地址吗？让我们再看一个代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
printf("数组名：%p\n", arr);
printf("&数组名：%p\n", &arr);
printf("数组名+1：%p\n", arr + 1);
printf("&数组名+1：%p\n", &arr + 1);
return 0;
}
数组名+1和&数组名+1的结果会是一样的吗？
很显然，不一样，数组名+1-数组名=4 &数组名+1-&数组名=40，这个40哪里来的呢？是sizeof（arr）为什么&数组名+1跨过了整个数组呢？实际上，&arr代表的是数组的地址，而不是数组首元素的地址，数组的地址+1才能跨过整个数组，而数组某一元素+1跨过的是一个元素的大小，这就是为什么&数组名+1-&数组名=40的原因
3.数组指针的使用
前面简单的说了数组指针，数组指针是怎么使用的呢？
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[3] = { 6 ,6 ,6 };
int(*parr)[3] = &arr;//把arr的地址取出来赋给parr，
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
printf("%d ", (*parr)[i]);
}
return 0;
}
这样的代码少写，这样写没有任何的实际意义。
看下面的代码：
#include <stdio.h>
//这里的int(*parr)[3]等价于int arr[3][3]
void my_print(int(*parr)[3], int col, int row)
{
for (int i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
printf("%d ", parr[i][j]);
}
puts("");
}
puts("");
for (int i = 0; i < row; i++)
{
for (int j = 0; j < col; j++)
{
printf("%d ", *(*(parr + i) + j));
}
puts("");
}
}
int main()
{
int arr[3][3] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
//数组名表示首元素的地址
//在二维数组中，数组名表示第一行的地址
//所以这里传arr，传的其实是二维数组第一行的地址，
//可以拿指针来接收
my_print(arr, 3, 3);
return 0;
}
这个写法 *(*(parr + i) + j)表示什么意思呢？在这里，parr表示的是二维数组第一行的地址，第一行的地址+1表示二维数组第二行的地址，+n表示第n-1行的地址，对(parr + i)进行解引用操作*(parr + i)，找到的是某一行的第一个元素的地址，在+j，就能找到某一个元素的地址了 (*(parr + i) + j)在进行解引用操作*(*(parr + i) + j)，就可以精确到某一元素了。
四、函数指针
函数指针是什么呢？为什么会有函数指针这一概念呢？
首先看一段代码：
#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main()
{
printf("add ：%p\n", add);
printf("&add：%p\n", &add);
return 0;
}
可以看出，add和&add是一样的，都是函数add的地址，既然是地址，那就可以用指针进行保存，怎么保存呢？这就引出了函数指针的概念。
#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main()
{
int (*pf)(int, int) = &add;
printf("(*pf)(1,2)=%d\n", (*pf)(1, 2));
printf("add(1,2)=%d\n", add(1, 2));
return 0;
}
这是一个很新颖的用法，把函数add的地址传给pf，利用指针把函数的地址存起来，通过这个指针去调用这个函数。
五、函数指针数组
数组是用来存放相同类型数据的存储空间，前面我们介绍过字符数组，整型数组，指针数组，那么也有函数指针数组这一概念。
函数指针数组就是，把函数的地址存到一个数组中，那个数组就叫函数指针数组，函数指针数组该如何定义呢？
int (*pf[10])(int,int....);
pf先和[]结合，说明pf是数组，数组的内容就是int (*)()类型的函数指针
看下代码就知道函数指针的用法了：
这是一个简单的计算器，不具有高精度，想了解高精度的点击传送门
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
void menu()
{
printf("1.Add 2.Sub 3.Mul 4.Div");
}
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;
}
int main()
{
int x = 0;
int y = 0;
int input = 0;
int(*parr[5])(int, int) = { 0, Add,Sub,Mul, Div };//这个就是函数指针数组，数组里面存放的是函数，
//通过下标就能访问函数
do
{
menu();
printf("选择");
scanf("%d", &input);
if (input <= 5 && input >= 1)
{
printf("请输入数字");
scanf("%d %d", &x, &y);
int ret = parr[input](x, y);
printf("%d\n", ret);
}
else if (input == 0)
{
printf("退出");
}
else
{
printf("出错");
}
} while (input);
return 0;
}
其实还有一个指向函数指针数组的指针的概念，在这里就不多做介绍了。
六、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。
给大家看一个代码
//这里面用到了回调函数
#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
#define N 10
int score = 0;
int add(int x, int y)
{
cout << x << "+" << y << " =";
return x + y;
}
int sub(int x, int y)
{
cout << x << "-" << y << " =";
return x - y;
}
int mul(int x, int y)
{
cout << x << "*" << y << " =";
return x * y;
}
int div_(int x, int y)
{
cout << x << "/" << y << " =";
return x / y;
}
void shuru(int (*pf)(int,int))//这里用函数指针来接收函数的地址，然后通过pf就能调动函数
{//shuru函数就是一个回调函数，，如果不用这个函数，那么代码会增加很多
int x = rand() % 100 + 1;
int y = rand() % 100 + 1;
int ret = (*pf)(x,y);//在这里就调用了函数
int num = 0;
cin >> num;
cout << " ";
if (ret == num)
cout << "对" << endl, score += 10;
else
cout << "错" << endl;
}
int main()
{
int x, y, num;
int count = 0;
srand((unsigned int)time(NULL));
for (int i = 1;; i++)
{
int suiji = rand();
if (suiji % 10 == 0)
{
count++;
shuru(&add);//传函数的地址
}
else if (suiji % 10 == 1)
{
count++;
shuru(&sub);//传函数的地址
}
else if (suiji % 10 == 2)
{
count++;
shuru(&mul);//传函数的地址
}
else if (suiji % 10 == 3)
{
count++;
shuru(&div_);传函数的地址
}
if (count == N)
{
break;
}
}
cout << "总分" << score << endl;
return 0;
}
在这里，给大家展示一个C语言排序函数：qsort
qsort有四个参数，1.待排序数组的首元素的地址。2.待排序数组的元素个数。3.带排序元素的每个元素的大小，单位是字节。4.函数指针，比较两个元素的所用函数的地址，函数的参数是：带比较的两个元素的地址。qsort的排序机制是快速排序，有不懂的小伙伴可以点击传送门学习一下快速排序。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int cmp(const void* a ,const void* b)
{
return *(int*)b - *(int*)a;
}
int main()
{
int arr[9] = { 7,4,1,74,1,747,4741,741,7474741 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
这里是降序排序，也可以升序排序，只需要把cmp函数里面的返回值换成*(int*)a - *(int*)b;
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct STU
{
char name[20];
int length;
}S;
int cmp_name(const void* a, const void* b)
{
return strcmp(((S*)a)->name, ((S*)b)->name);
}
int main()
{
S student[3] = { {"zhangsan",20}, {"lisi", 50}, {"wangwu", 33} };
int sz = sizeof(student) / sizeof(student[0]);
qsort(student, sz, sizeof(student[0]), cmp_name);
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
printf("%s %d ", student[i].name, student[i].length);
}
return 0;
}
这是给结构体排序，以名字排的序
再以身高排个序，把排序这个回调函数改变一就行
int cmp_length(const void* a, const void* b)
{
return((S*)a)->length - ((S*)b)->length;
}
注：给字符排序不能直接用-，需要用strcmp，专门用于比较字符串的函数
注：本文不解释qsort的底层实现原理，若感兴趣的话，可以自己模拟实现一下，在这里给点提示：1.要想实现qsort的底层，就得考虑什么类型能够存任意类型的地址，（void*）可以，void可以存任意类型的地址，可以把void比作万能钥匙，什么门都能打开。2.元素的个数，决定了要给多少个元素排序。3.每个元素的大小，每个类型有每个类型的大小，int4个字节，double8字节，那么，怎样才能去访问任意类型呢？可以用char类型，char是一个字节，char*+1访问的是第二个字节，这样就能访问任意类型了，只要知道带排序元素的大小即可。4.写一个比较的函数。
总结
以上就是对指针进阶的讲解，希望对大家有所帮助。
