C语言进阶：指针的进阶

指针进阶

我们在初阶时就已经接触过指针，了解了指针的相关内容，有：

• 指针定义：指针变量，用于存放地址。地址唯一对应一块内存空间。
• 指针大小：固定32位平台下占4个字节，64位8个字节。
• 指针类型：类型决定指针±整数的步长及指针解引用时访问的大小。
• 指针运算：指针解引用，指针±整数，指针-指针，指针关系运算。

本章节在此基础上，对C语言阶段指针进行更深层次的研究。

字符指针

字符指针，存入字符的地址，类型为char *

字符指针的作用

1. 指向单个字符变量

char ch = "w";const char* pch = &ch;

这种很容易理解，就是指针解引用访问字符变量。

2. 指向字符串首字符

char* pc = "hello";printf("%s/n", pc);

这种是把字符串"hello"放进指针嘛？

其实不然，类似于数组名，该指针存的是常量字符串"hello"的首字符的地址。通过对指针解引用访问首字符地址，从而找到整个字符串。

char* pc = "hello";printf("%c/n", *(pc + 1));//eprintf("%s/n", pc);//helloprintf("%s/n", pc + 1);//ello

字符串本质上还是在空间上连续存放，所以指针±整数同样有访问的效果。由此也可以看出%s的用法，把地址给%s会将其后的内容看作字符串并打印直到/0 。（所以我猜测%s的s是string的意思）

字符指针的特点

例题

char str1[] = "hello bit";char str2[] = "hello bit";char* str3 = "hello bit";char* str4 = "hello bit";if (str1 == str2)    printf("str1 = str2/n");//1else    printf("str1 != str2/n");//2if (str3 == str4)    printf("str3 = str4/n");//3else    printf("str3 != str4/n");//4

str1(3)==str2(4)，比较的是二者其实位置地址是否相同。（地址才是真正判断二者是否相同的要素）

答案是2和3。因为1和2是用字符串初始化数组，3和4是指针指向常量字符串。

• str1和str2是普通的数组，是在内存上开辟了两块空间不过存放了一样的数据。
• str3和str4指向常量字符串，存放在内存的常量区，是不可被修改且具有唯一性即常量区只存放一个。所以str3和str4指向的都是同一个字符串。

常量区的存储特点：存放在常量区的数据不可被修改，正因为不可修改所以存一份就够了。后期如果需要，使用的是同一数据。（数据还是同一个数据，只是用不同的指针维护）

总结

1. 常量字符串不可被修改，存放在内存的常量区。
2. 具有唯一性即常量区只存放一个。

指针数组

指针数组的定义

int arr[10];//整型数组char ch[5];//字符数组float f[20];//浮点型数组

可见，元素类型也就是数组的“类型”。

char* pch[5];int* parr[10];float* pf[20];

指针数组就是存放指针的数组。

int arr[10];int* arr[10];

整型数组的数组名arr，即首元素地址，是一级指针。

指针数组的数组名parr，也是首元素地址，不过其首元素为int*类型变量，所以parr就是二级指针。

指针数组的使用

int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };int* parr[] = { arr1,arr2,arr3 };for (int i = 0; i < 3; i++) {    for (int j = 0; j < 5; j++) {        //1.        printf("%d ", parr[i][j]);        //2.        printf("%d ", *(*(parr + i) + j));    }    printf("/n");}//答案1 2 3 4 52 3 4 5 63 4 5 6 7ps:parr[i] <==> *(parr+i) *(parr[i]+j) <==> *(*(parr+i)+j) <==> (*parr+i)[j] <==> parr[i][j]

通过指针数组访问整型数组的每个元素。parr[i][j]和*(*(parr+i)+j)本质上是等价的。

const char* pch[] = { "abcde", "bcdef", "cdefg" };for (int i = 0; i < 3; i++) {    //1.    printf("%s", pch[i]);    //2.    printf("%s", *(pch + i));    for (int j = 0; j < 5; j++) {        //3.        printf("%c", pch[i][j]);        //4.        printf("%c", *(*(pch + i) + j));    }    printf("/n");}

打印字符串使用%s更简单，若要使用%c，就是得到每个字符串的起始地址，分别向后访问。

从这里也可以看出数组和指针的关系，我愿称之为*和[]的爱恨情仇！

数组指针

由前面的例子，不难得出，数组指针是指向数组的指针，是指针而非数组。

数组指针的定义

char ch = "w";char* pch = &ch;//字符地址存放在字符指针中int a = 10;int* pint = &a;//整型地址存放在整型指针中float f = 0.0;float* pf = &f;//浮点型地址存放在浮点型指针中

什么变量的地址存放在什么指针中。指针指向变量的类型，决定了指针的类型。顾名思义，数组指针指向的是数组。

递推可得，数组的地址存放在数组指针中。且数组指针的类型为数组的类型再加个* 。

下面那种定义方法是对的呢？

int arr[10] = { 0 };//1.int* pa = arr;//2.&arr;//整个数组的地址int* parr = &arr;//3.int* parr[10] = &arr;//4.int(*parr)[10] = &arr;

1. 取出的是首元素的地址，而非整个数组的地址
2. 整型指针应存放整型变量的地址，数组的地址无法存入整型指针中。
3. []的优先级比*高，故parr先与[]结合成数组名，所以parr是个指针数组。

数组指针的类型由数组类型决定，先找出数组的类型int[10]（去掉名就是类型）。且不能让[]先与parr结合，所以用()先将parr和*结合，即成int(*parr)[10]。

C语言规定[]必须再最后面，所以不可写成int[10](*parr)。

int* parr[10];//指针数组int(*parr)[10];//数组指针

我们前面强调过，去掉名字就是类型。所以int[10]是整型数组的类型，int*[10]是指针数组的类型，int(*)[10]是数组指针的类型。

&数组名和数组名

之前介绍过不止一遍，所以这次只说重点。

指针类型决定了指针±整数的步长。

//首元素地址+1printf("%p/n", arr);//0073FCA4printf("%p/n", arr + 1);//0073FCA8//整个数组地址+1printf("%p/n", &arr);//0073FCA4printf("%p/n", &arr + 1);//0073FCCC

1. 首元素地址就是整型指针+1，自然只能向后访问4shou个字节
2. 整个数组地址+1，即int(*)[10]型指针+1，向后访问了$int\times 10$即40个字节。

sizeof(arr)也代表整个数组，现在去理解为什么sizeof里数组名代表的是整个数组呢？数组这种结构保存了数组的大小，sizeof求所占空间的长度，那自然要严谨一些了。

数组指针的使用

遍历数组，使用数组或是指针作形参接收就行了。且所谓的用数组接收仅是理解层面，本质上都是指针。

void Print1(int arr[], int sz) {	for (int i = 0; i < sz; i++) {		//printf("%d ", arr[i]); 		printf("%d ", *(arr + i));			}}void Print2(int* arr, int sz) {	for (int i = 0; i < sz; i++) {		printf("%d ", arr[i]);		//printf("%d ", *(arr + i));	}}int main() {	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	Print1(arr, sz);	Print2(arr, sz);	return 0;}

反面用例

数组作实参，用数组或指针接收即可。数组指针使用对了很好用，但如果随便用可能会很别扭。下面先介绍强行使用数组指针的用法。

//错误示范void Print3(int(*pa)[10], int sz) {	for (int i = 0; i < sz; i++) {		//printf("%d ", pa[i]);		printf("%d ", *(pa + i));	}}

将整个数组地址传过去，则用数组指针接收，然后呢，直接对pa解引用吗？

结果显然是错误的，从结果中也可以看出打印的是十进制下的地址，+1跳过40个字节。

这里笔者在学习的时候产生了个疑问，传过去数组的地址，为什么解一层引用后还是地址呢？

&arr解引用*后相当于找到首元素的地址，可以理解为&和*相互抵消只剩下arr不就是首元素的地址嘛~

void Print4(int(*pa)[10], int sz) {	for (int i = 0; i < sz; i++) {		printf("%d ", *(*(pa)+j));	}}

倘若我们把一维数组看作是二维数组第一行。由于二维数组在内存中是连续存放的，我们只打印二维数组的第一行，便可以避免上面的错误。

style=“zoom:80%;” />

*(pa)相当于数组指针所指向数组的数组名。数组指针指向整个数组，将其看作二维数组并解引用得到一行的首元素，从而遍历访问。

正面用例

从上面的例子也可以看出，用数组指针访问二维数组时，效果便不错。

//二维数组传参,用二维数组接收void Print1(int arr[3][5], int r, int c) {	for (int i = 0; i < r; i++) {		for (int j = 0; j < c; j++) {			//printf("%d ", arr[i][j]);			printf("%d ", *(*(arr + i) + j));		}		printf("/n");	}}

上面的例子，是正常二维数组传参，二维数组接收的情况。下面我们用数组指针接收。

//二维数组传参,用数组指针接收void Print2(int(*pa)[5], int r, int c) {	for (int i = 0; i < r; i++) {		for (int j = 0; j < c; j++) {            //1.            printf("%d ", pa[i][j]);            //2.			printf("%d ", *(*(pa + 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 };	Print2(arr, 3, 5);//二维数组首元素是首行    	return 0;}

• 把二维数组想象成一个拥有三个元素的一维数组（每个元素也为一维数组），即一维数组的一维数组。
• 由于其每个元素是有5个元素的一维数组，数组指针定义为int(*p)[5]，指向首行这个“一维数组”。（传参穿的是数组名）
• 第一层循环用于“跳行”，即每次跳过5个元素。第二层循环遍历每行“一维数组”。

1. 用二维数组和数组指针接收的都是首行地址。
2. 数组指针的类型int(*)[5]，和二维数组首元素地址的类型相同。

故可得，二维数组首元素地址和数组指针是等价的，即数组指针pa就是数组名。

二维数组首元素为其首行，相当于一个一维数组，该一维数组的地址类型为int(*)[5]。且实参为二维数组名，降级为指向首行的指针，所以它是数组指针，类型为int(*)[5]。

数组指针指向二维数组，才是使用数组指针的正确示范。

Example

下列示例分别是什么？

//1.int arr[5];//2.int *pa1[5];//3.int (*pa2)[10];//4.int (*pa3[10])[5];

1. 整型数组
2. 存放整型指针的数组

*靠左靠右无所谓，pa1先和[]结合为数组，剩下int*为数组元素类型。

3. 指向整型数组的指针

(*pa2)，*先和pa2结合为指针，剩下int[10]，指向的是元素个数为10的整型数组。

4. 存放数组指针的数组

pa3先和[10]结合为数组，剩下int(*)[5]是指向数组的指针为数组的元素。所以是个元素个数为10的数组指针数组。

逆向思考，有整型数组arr[5]和指向该数组的类型为int(*)[5]的数组指针，还有数组指针数组pa3[10]用于存放该数组指针。

类型辨别方法

1. 若名称先和[]结合为数组，只去掉数组名就是数组类型，去掉[n]和数组名便是其元素的类型。
2. 若名称先和*结合为指针，只去掉指针名就是指针类型，去掉*和指针名便是指向的变量的类型。

数组传参和指针传参

实践之中不免会碰到数组和指针作函数参数而如何设计形参的问题。

一维数组传参

一维数组传参，下列接收方式是否可行呢？

//1.void test(int arr[]) {}//2.void test(int arr[10]) {}//3.void test(int* arr) {}int main(){		int arr[10] = { 0 };	test(arr);	return 0;}

1. 数组传参数组接收，可行但其实都会降级优化成指针，编译器不会真正创建一个数组。

2. 由于形参数组形同虚设，所以数组大小无意义，任意大小或无。（有歧义）

3. 数组传参本质就是首元素地址，首元素类型为int，所以指针的类型为int*。

所以可以看出[]和*()是等价的。我愿称之为*和[]的爱恨情仇！（‐＾▽＾‐）

//1.void test2(int* arr[2]){}//2.void test2(int** arr) {}int main(){		int* arr2[10] = { 0 };	test2(arr2);	return 0;}

指针数组，每个元素类型为int*，故用二级指针接收数组名。

一维数组传参，数组和指针接收。

二维数组传参

//1.void test(int arr[3][5]) {}//2.void test(int arr[][]){}//3.void test(int arr[][5]){}int main() {	int arr[3][5] = { 0 };	test(arr)
            
                     

                 

                                                                                                                    
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