【C语言进阶】指针进阶（详细版）

news2024/9/24 11:32:17

目录

一、字符指针

二、指针数组

三、数组指针

                1、数组指针的定义

                2、&数组名和数组名的区别

                3、数组指针的使用

四、数组传参和指针传参 

                1、一维数组传参

                2、一级指针传参

                3、二维数组传参

                4、二级指针传参

五、函数指针

                1、函数指针的定义

                2、函数指针的使用

六、函数指针数组

                1、函数指针数组的定义

                2、函数指针数组的用途

七、指向函数指针数组的指针

                1、定义

八、回调函数

九、总结

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

②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！！

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