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【C语言】C语言指针练级进阶 (指针与数组与函数的融合搭配)

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-09-03
1. 字符指针 字符指针顾名思义是指向字符的指针,如 char* p = a(字符数组)。 如下:char a[] = abcdef;char* p1 = a;char* p2 = “abcdef”; p1是一个字符指针,它指向的是a字符串的首元素的地址。

1. 字符指针

字符指针顾名思义是指向字符的指针,如 char* p = a(字符数组)。

  • 如下: char a[] = "abcdef"; char* p1 = a; char* p2 = “abcdef”;

p1是一个字符指针,它指向的是a字符串的首元素的地址。 p2是一个字符指针,它指向“abcdef”这样一个常量字符串的首元素地址。

数组a与常量字符串“abcdef”的内容相同,但在内存中存在于两个不同的地方,数组a再内存中的栈区开辟,而常量字符串“abcdef”存在于内存中置放常量的地方,它只可以读,不可以更改。

  • 我们来看以下代码:
#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;
}

运行结果为:

str1 and str2 are not same str3 and str4 are same

这是因为str1与str2是两个数组,尽管他们的内容相同,但却开辟了两个不同的内存空间来存放,因此首元素的地址不相同;而str3和str4,他们都是指向一个常量字符串“abcdef”,这个字符串只存在一份,存放于常量区,因此他们两个都指向该常量字符串的首元素地址,所以相同。

2. 指针数组

数组有整型数组,字符数组等等,他们都是存放整型数据或者字符的,那么指针数组,很容易知道,他是一个存放指针的数组。

  • 指针数组的定义(以整型为例):

int* arr[size];

arr是一个数组,他的大小为size(可以存放size个元素),arr可以存放的元素的类型为 int* ,int* 是整型指针类型。

  • 作用

指针数组可以存放若干个相同类型的指针,数组每个元素的地址的存放是连续的,但是数组中的每个元素可以指向别处地址的值,这使得指针数组的灵活性显著提高,并且每个指针指向的内容可以更改,宽泛来说也就更改了数组的内容(通过指针可以访问)。

  • 当然还有以下定义:
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

字符指针他是一个指向字符的指针,那么数组指针顾名思义是一个指向数组的指针。

  • 数组指针的定义为(以整型数组为例):
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。
  • &arr 与 arr

数组指针指向的是一个数组的地址,所以数组指针加减,其加减的步长是整个数组的字节大小,这里就牵涉到 &arr 与 arr 的区别,&arr 与 arr 以地址的形式打印出来可以发现是相同的,可是 &arr+1 与 arr+1 却是不同的,这是因为 &arr+1 他跳过的是整个数组,而 arr+1 则跳过一个元素。

如下: 在这里插入图片描述

  • 数组指针的使用

看如下代码:

#include <stdio.h>

void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}
void print_arr2(int(*arr)[5], int row, int col)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}
int main()
{
	int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	print_arr1(arr, 3, 5);
	//数组名arr,表示首元素的地址
	//但是二维数组的首元素是二维数组的第一行
	//所以这里传递的arr,其实相当于第一行的地址,是一维数组的地址
	//可以数组指针来接收
	print_arr2(arr, 3, 5);
	return 0;
}

运行结果为: 在这里插入图片描述

可以看到,通过数组指针的运用,我们可以更加深刻的理解二维数组和灵活的操控二维数组。

4. 数组传参和指针传参

在写代码的时候难免要把 数组 或者 指针 传给函数,那函数的参数该如何设计呢?

  • 数组传参 数组传参这里只考虑一维数组和二维数组传参
  • 一维数组传参(以整型为例) 1.void test(int arr[]); 2.void test(int* arr);
  • 二维数组传参(以整型为例) 1.void test(int arr[row][col]); 2.void test(int arr[][col]); 3.void test(int (*arr)[col]);
  • 指针传参 指针传参这里只考虑一级指针和二级指针传参
  • 一级指针传参(以整型指针为例) void test(int** point);
  • 二级指针传参(以整型指针为例) void test(int*** point);

函数参数的设定一定要严谨,不然会导致一些莫名其妙的错误

5. 函数指针

通过前面的铺垫,很明显,函数指针是一个指向函数的指针。

  • 函数指针的定义

int Add(int a, int b); int (*p)(int, int) = &Add; (*p)表示 p 是一个指针,他指向 Add 这样一个参数为 (int, int) 的函数,这个函数的返回类型为 int 。

  • 函数名 和 &函数名

先看以下代码:

#include <stdio.h>

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;

	printf("%d\n", Add(a, b));

	int (*p1)(int, int) = &Add;
	printf("%d\n", (*p1)(a, b));
	printf("%d\n", p1(a, b));

	int (*p2)(int, int) = &Add;
	printf("%d\n", (*p2)(a, b));
	printf("%d\n", p2(a, b));

	return 0;
}

运行结果为:

在这里插入图片描述 由上述代码可得:Add与&Add性质相同,函数名就是函数的地址,所以上面的 p1,p2 可以解引用也可以不解引用直接来使用函数。

6. 函数指针数组

函数指针数组是一个数组,这个数组的每一个元素是一个函数指针。

例如:

int Add(int a, int b); int Sub(int a, int b); int (*p1)(int, int) = &Add; int (*p2)(int, int) = &Sub; !int (*p[2])(int, int) = { p1, p2 };!

以上便是函数指针数组的定义,p 是一个数组,这个数组有两个元素,每个元素都是指针,每个指针都是指向参数为(int, int),返回类型为 int 的函数。

运用函数指针数组的性质,我们可以将相同类型,类似功能的函数通过指针存放在一个数组里,这样可以更加快速简洁的使用各个函数的功能,如(计算器)。

7. 指向函数指针数组的指针

  • 指向函数指针数组的指针是一个 指针
  • 指针指向一个 数组 ,数组的元素都是 函数指针;

定义:

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pfunArr
 void (*pfunArr[5])(const char* str);
 pfunArr[0] = test;
 //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
 void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
 return 0;
}

由这可以知道,指针与数组和函数可以无限套娃下去,指向函数指针数组的指针其难度已经挺高的了,再套下去,估计就要长脑袋了。

8. 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。

  • 回调函数最显著的例子就是 qsort 函数:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 qsort 函数中 compar 参数体现了回调函数的性质,其性质体现在 qsort 的内部函数当中,通过 compar 接受函数参数并且调用函数,表现出 中介(回调) 的功能, qsort 函数底层是运用快排来实现的,这里我运用冒泡来简单实现 qsort 函数。

void Swap(char* buf1, char* buf2, size_t width)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}

void bubble_sort(void* bese, size_t sz, size_t width, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
	for (size_t i = 0; i < sz - 1; ++i)
	{
		for (size_t j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if(cmp(((char*)bese) + j * width, ((char*)bese) + (j + 1) * width) > 0)
			{
				Swap(((char*)bese) + j * width, ((char*)bese) + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

cmp 比较函数的实现需要自己通过自己的意向来完成。

写在最后

指针的重要性毋庸置疑,在数据结构当中,指针的运用也是相当多的,要想后面学习不那么困难,指针的学习尤为重要!

感谢阅读本小白的博客,错误的地方请严厉指出噢!

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