指针的进阶

发布于:2022-12-01 ⋅ 阅读:(207) ⋅ 点赞:(0)

 当我们开始接触c语言时,一定会了解过指针。下面的指针知识想必大家也不陌生:

1. 指针就是个变量,用来存放地址,地址唯一标识一块内存空间。
2. 指针的大小是固定的4/8个字节(32位平台/64位平台)。
3. 指针是有类型,指针的类型决定了指针的+-整数的步长,指针解引用操作的时候的权限。
4. 指针的运算
 这些只是比较常规的知识,这篇文章我们将探讨一下指针的高级知识。

1、字符指针

我们一般这样使用字符指针

int main()
{
    char a = 'w';
    char* pc = &a;
    *pc = 'a';
    printf("%c", a);
    return 0;
}

还有这种实现方式:

int main()
{
	const char* pc = "halloworld";
	printf("%s\n", pc);
	return 0;
}

const char* pc = "halloworld"; 这行代码很容易被认为是将 halloworld放入了pc中,但实际上是将h的地址放入了pc。因此就有了这样一道题:

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不同。
2、指针数组

顾名思义指针数组就是能够存放指针的数组。

int* arr1[10]; //整形指针的数组
char *arr2[4]; //一级字符指针的数组
char **arr3[5];//二级字符指针的数组

3、数组指针

数组指针是数组还是指针?答案是:指针。

指针数组是存放指针的数组,那么指针数组就是存放指针的数组。

数组指针的创建方式如下:

int (*p)[10];
//解释:p先和*结合,说明p是一个指针变量,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。
int arr[10];

在说明数组指针的用法之前我们先区分一下arr和&arr(arr为数组名)有什么区别。

arr是数组名是同时也是数组首元素的地址,那么&arr是什么意思?我们用代码来看一下

可以发现arr和&arr地址是一样的,但我们不能认为arr和&arr是一样的。我们再看看下一段代码:

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%p\n", arr);
	printf("%p\n",arr + 1);
	printf("%p\n", &arr);
	printf("%p\n",&arr + 1);

	return 0;
}

 从代码的运行结果可以看出arr和arr+1差了4个字节,&arr和&arr+1相差了20个字节.从这里我们就可以判断出&arr代表的是整个数组。

现在我们再来介绍一下数组指针的用法:

我们可以这么用,但是很少这么写。

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

当然,数组指针也可以这么用:

void test1(int arr[3][5],int row,int col)
{
	for(int i = 0;i<row;i++)
	{
		for(int j = 0;j<col;j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
	}
}
void test2(int (*arr)[5],int row,int col)
{
	for(int i = 0;i<row;i++)
	{
		for(int j = 0;j<col;j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);

		}
	}
}
int main()
{
	int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	test2(arr, 3, 5);
	return 0;
}

我们可以看到在test2函数中我们设置的参数是一个数组指针,让这个数组指针去接收二维数组arr的地址。

而上面提到arr是数组首元素的地址,arr是一个二维数组,二维数组的首元素就是第一行,所以传递的arr就是第一行的地址。

这段代码我们也可以这么写:

void test3(int (*p)[5],int row,int col)
{
	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][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	test3(arr, 3, 5);
	return 0;
}

接下来,我来解释一下这段代码。上面说到我们传入的arr是第一行的地址,因此*p就可以取出arr的第一行,*(p+i)就是可以拿到第i行的地址相当于p[i],当i = 0时,*(*(p+i)+j)就可以访问到第0行的第j个元素。以此类推。这样循环下去也可以对arr进行遍历。

代码运行结果如图。

4、函数指针

我们首先看一段代码:

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

 

输出了两个地址,我们怎么储存他们呢?

这就用到了函数指针了。 

void test()
{
    printf("hehe\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
    void (*pfun1)();
    void *pfun2();

首先,能给存储地址,就要求pfun1或者pfun2是指针,那哪个是指针?
答案是:
pfun1可以存放。pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参
数,返回值类型为void。
5、函数指针数组

根据名字我们就能看出来,函数指针数组时一个可以存放函数指针的数组。

那么如何定义呢?

int (*parr1[10])();
int *parr2[10]();
int (*)() parr3[10];

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。
函数指针数组的用途:转移表
我们可以做一个简易计算器来使用函数指针数组

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
    while (input)
    {
    printf( "*************************\n" );
    printf( " 1:add 2:sub \n" );
    printf( " 3:mul 4:div \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);
    }
    else
        printf( "输入有误\n" );
    printf( "ret = %d\n", ret);
    }
    return 0;
}

 6、指向函数指针数组的指针

不废话,直接上代码:

void test(const char* str)
{
	printf("%s\n", str);
}
int main()
{
	//函数指针pfun
	void (*pfun)(const char*) = test;
	//函数指针的数组pfun
	void (*pfu[5])(const char* str);
	pfu[0] = test;
	//指向函数指针数组pfunArr的指针ppfu
	void (*(*ppfun)[5])(const char*) = &pfu;
	return 0;
}

7、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。

简单来说就是,我们写了一个函数但我们不去主动调用他,我们再写一个函数,让新写的函数去调用。

当然我们依然可以用简易计算器来使用回调函数

//利用回调函数实现简易计算器
void menu()
{
	printf("************************\n");
	printf("***1.add *****2.sub*****\n");
	printf("***3.mul *****4.div*****\n");
	printf("***0.quit***************\n");
	printf("************************\n");

}
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 calc(int (*p)(int ,int))
{
	printf("请输入数字!\n");
	int x = 0;
	int y = 0;
	scanf("%d %d", &x, &y);
	int ret = p(x, y);
	printf("%d\n", ret);

}
int main()
{
	int input = 0;
	
	do
	{
		menu();
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			calc(add);
			break;
		case 2:
			calc(sub);
			break;
		case 3:
			calc(mul);
			break;
		case 4:
			calc(div);
			break;
		case 0:
			break;


		}
	} while (input);
}

从代码中我们可以看到我的add,sub,mul,div函数都没有主动去调用,我写了一个函数calc在函数calc中调用的计算函数。在使用回调函数时我们应该注意调用函数的函数的参数设计,应该设计成函数指针。

好了。今天的分享就到这里。

如果有错误请各位大佬指正!!!
 

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