理解C语言之深入理解指针（三）

news2024/9/28 12:43:46

目录

1. 字符指针变量

2. 数组指针变量

2.1 数组指针变量是什么？

2.2 数组指针变量怎么初始化

3. ⼆维数组传参的本质

4. 函数指针变量

4.1 函数指针变量的创建

4.2 函数指针变量的使⽤

4.3 两段有趣的代码

4.3.1 typedef 关键字

5. 函数指针数组

6. 转移表

1. 字符指针变量

        在指针的类型中我们知道有⼀种指针类型为字符指针 char* ;

        ⼀般使⽤:

int main()
{
 char ch = 'w';
 char *pc = &ch;
 *pc = 'w';
 return 0;
}

        还有⼀种使⽤⽅式如下：

int main()
{
 const char* pstr = "hello bit.";//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 bit."; 特别容易让同学以为是把字符串 hello bit 放 到字符指针 pstr ⾥了，但是本质是把字符串 hello bit. ⾸字符的地址放到了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。

        ⼀道和字符串相关的笔试题，我们⼀起来学习⼀下：

#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;
}

        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相同。

2. 数组指针变量

2.1 数组指针变量是什么？

之前我们学习了指针数组，指针数组是⼀种数组，数组中存放的是地址（指针）。

数组指针变量是指针变量？

还是数组？

答案是：指针变量。

我们已经熟悉：

• 整形指针变量： int * pint; 存放的是整形变量的地址，能够指向整形数据的指针。

• 浮点型指针变量： float * pf; 存放浮点型变量的地址，能够指向浮点型数据的指针。 那数组指针变量应该是：存放的应该是数组的地址，能够指向数组的指针变量。

下⾯代码哪个是数组指针变量？

int *p1[10];

int (*p2)[10];

思考⼀下：p1,p2分别是什么？

数组指针变量

int (*p)[10];

        解释：p先和*结合，说明p是⼀个指针变量变量，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。

         这⾥要注意：[]的优先级要⾼于*号的，所以必须加上（）来保证p先和*结合。

2.2 数组指针变量怎么初始化

        数组指针变量是⽤来存放数组地址的，那怎么获得数组的地址呢？就是我们之前学习的 &数组名 。

int arr[10] = {0};
&arr;//得到的就是数组的地址

如果要存放个数组的地址，就得存放在数组指针变量中，如下：

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

我们调试也能看到 &arr 和 p 的类型是完全⼀致的。

数组指针类型解析：

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

|       |       |           

|       |       |

|       |      p指向数组的元素个数

|       p是数组指针变量名

p指向的数组的元素类型

3. ⼆维数组传参的本质

        有了数组指针的理解，我们就能够讲⼀下⼆维数组传参的本质了。

         过去我们有⼀个⼆维数组的需要传参给⼀个函数的时候，我们是这样写的：

#include <stdio.h>

void test(int a[3][5], int r, int c)
{
 int i = 0;
 int j = 0;
for(i=0; i<r; i++)
 {
 for(j=0; j<c; j++)
 {
 printf("%d ", a[i][j]);
 }
 printf("\n");
 }
}

int main()
{
 int arr[3][5] = {{1,2,3,4,5}, {2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7}};
 test(arr, 3, 5);
 return 0;
}

        这⾥实参是⼆维数组，形参也写成⼆维数组的形式，那还有什么其他的写法吗？

        ⾸先我们再次理解⼀下⼆维数组，⼆维数组其实可以看做是每个元素是⼀维数组的数组，也就是⼆维 数组的每个元素是⼀个⼀维数组。

        那么⼆维数组的⾸元素就是第⼀⾏，是个⼀维数组。

        如下图：

        所以，根据数组名是数组⾸元素的地址这个规则，⼆维数组的数组名表⽰的就是第⼀⾏的地址，是⼀ 维数组的地址。根据上⾯的例⼦，第⼀⾏的⼀维数组的类型就是 int [5] ，所以第⼀⾏的地址的类 型就是数组指针类型 int(*)[5] 。那就意味着⼆维数组传参本质上也是传递了地址，传递的是第⼀ ⾏这个⼀维数组的地址，那么形参也是可以写成指针形式的。如下：

#include <stdio.h>

void test(int (*p)[5], int r, int c)
{
 int i = 0;
int j = 0;
 for(i=0; i<r; i++)
 {
 for(j=0; j<c; j++)
 {
 printf("%d ", *(*(p+i)+j));
 }
 printf("\n");
 }
}

int main()
{
 int arr[3][5] = {{1,2,3,4,5}, {2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7}};
 test(arr, 3, 5);
 return 0;
}

总结：⼆维数组传参，形参的部分可以写成数组，也可以写成指针形式。

4. 函数指针变量

4.1 函数指针变量的创建

        什么是函数指针变量呢？

         根据前⾯学习整型指针，数组指针的时候，我们的类⽐关系，我们不难得出结论：

         函数指针变量应该是⽤来存放函数地址的，未来通过地址能够调⽤函数的。

         那么函数是否有地址呢？ 我们做个测试：

#include <stdio.h>

void test()
{
 printf("hehe\n");
}

int main()
{
 printf("test: %p\n", test);
 printf("&test: %p\n", &test);
 return 0;
}

        输出结果如下：

test: 005913CA
&test: 005913CA

        确实打印出来了地址，所以函数是有地址的，函数名就是函数的地址，当然也可以通过 &函数名 的⽅ 式获得函数的地址。

        如果我们要将函数的地址存放起来，就得创建函数指针变量咯，函数指针变量的写法其实和数组指针 ⾮常类似。如下：

void test()
{
 printf("hehe\n");
}

void (*pf1)() = &test;

void (*pf2)()= test;

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

int(*pf3)(int, int) = Add;

int(*pf3)(int x, int y) = &Add;//x和y写上或者省略都是可以的

函数指针类型解析：

4.2 函数指针变量的使⽤

通过函数指针调⽤指针指向的函数。

#include <stdio.h>

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

int main()
{
 int(*pf3)(int, int) = Add;
 
 printf("%d\n", (*pf3)(2, 3));
 printf("%d\n", pf3(3, 5));
 return 0;
}

输出结果：

5

8

4.3 两段有趣的代码

(*(void (*)())0)();


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

4.3.1 typedef 关键字

        typedef是⽤来类型重命名的，可以将复杂的类型，简单化。

        ⽐如，你觉得 unsigned int 写起来不⽅便，如果能写成 uint 就⽅便多了，那么我们可以使⽤：

typedef unsigned int uint;

//将unsigned int 重命名为uint

        如果是指针类型，能否重命名呢？其实也是可以的，⽐如，将 int* 重命名为 ptr_t ,这样写：

typedef int* ptr_t;

        但是对于数组指针和函数指针稍微有点区别：

        ⽐如我们有数组指针类型 int(*)[5] ,需要重命名为 parr_t ，那可以这样写：

typedef int(*parr_t)[5]; //新的类型名必须在*的右边

        函数指针类型的重命名也是⼀样的，⽐如，将 void(*)(int) 类型重命名为 pf_t ,就可以这样写：

typedef void(*pfun_t)(int);//新的类型名必须在*的右边

        那么要简化代码2，可以这样写：

typedef void(*pfun_t)(int);

pfun_t signal(int, pfun_t);

5. 函数指针数组

        数组是⼀个存放相同类型数据的存储空间，我们已经学习了指针数组，

         ⽐如：

int *arr[10];

//数组的每个元素是int*

        那要把函数的地址存到⼀个数组中，那这个数组就叫函数指针数组，那函数指针的数组如何定义呢？

int (*parr1[3])();

int *parr2[3]();

int (*)() parr3[3];

        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。

6. 转移表

        函数指针数组的⽤途：转移表

        举例：计算器的⼀般实现：

#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, y;
 int input = 1;
 int ret = 0;
 do

 {
 printf("*************************\n");
 printf(" 1:add 2:sub \n");
printf(" 3:mul 4:div \n");
 printf(" 0:exit \n");
 printf("*************************\n");
 printf("请选择：");
 scanf("%d", &input);
 switch (input)
 {
 case 1:
 printf("输⼊操作数：");
 scanf("%d %d", &x, &y);
 ret = add(x, y);
 printf("ret = %d\n", ret);
 break;
 case 2:
 printf("输⼊操作数：");
 scanf("%d %d", &x, &y);
 ret = sub(x, y);
 printf("ret = %d\n", ret);
 break;
 case 3:
 printf("输⼊操作数：");
 scanf("%d %d", &x, &y);
 ret = mul(x, y);
 printf("ret = %d\n", ret);
 break;
 case 4:
 printf("输⼊操作数：");
 scanf("%d %d", &x, &y);
 ret = div(x, y);
 printf("ret = %d\n", ret);
 break;
 case 0:
 printf("退出程序\n");
 break;
 default:
 printf("选择错误\n");
 break;
 }
 } while (input);
 return 0;
}

        使⽤函数指针数组的实现：

#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, y;
 int input = 1;
 int ret = 0;
 int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表 
 do

 {
 printf("*************************\n");
 printf(" 1:add 2:sub \n");
 printf(" 3:mul 4:div \n");
 printf(" 0:exit \n");
 printf("*************************\n");
 printf( "请选择：" );
 scanf("%d", &input);
 if ((input <= 4 && input >= 1))
 {
 printf( "输⼊操作数：" );
 scanf( "%d %d", &x, &y);
 ret = (*p[input])(x, y);
 printf( "ret = %d\n", ret);
 }
 else if(input == 0)
 {
 printf("退出计算器\n");
 }
 else

 {
 printf( "输⼊有误\n" ); 
 }
}while (input);
 return 0;
}

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