指針進階

我們在初階時就已經(jīng)接觸過指針，了解了指針的相關內容，有：

• 指針定義：指針變量，用于存放地址。地址唯一對應一塊內存空間。
• 指針大小：固定32位平臺下占4個字節(jié)，64位8個字節(jié)。
• 指針類型：類型決定指針±整數(shù)的步長及指針解引用時訪問的大小。
• 指針運算：指針解引用，指針±整數(shù)，指針-指針，指針關系運算。

本章節(jié)在此基礎上，對C語言階段指針進行更深層次的研究。

字符指針

字符指針，存入字符的地址，類型為char *

字符指針的作用

1. 指向單個字符變量

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

這種很容易理解，就是指針解引用訪問字符變量。

2. 指向字符串首字符

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

這種是把字符串"hello"放進指針嘛？

其實不然，類似于數(shù)組名，該指針存的是常量字符串"hello"的首字符的地址。通過對指針解引用訪問首字符地址，從而找到整個字符串。

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

字符串本質上還是在空間上連續(xù)存放，所以指針±整數(shù)同樣有訪問的效果。由此也可以看出%s的用法，把地址給%s會將其后的內容看作字符串并打印直到/0 。（所以我猜測%s的s是string的意思）

字符指針的特點

例題

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)，比較的是二者其實位置地址是否相同。（地址才是真正判斷二者是否相同的要素）

答案是2和3。因為1和2是用字符串初始化數(shù)組，3和4是指針指向常量字符串。

• str1和str2是普通的數(shù)組，是在內存上開辟了兩塊空間不過存放了一樣的數(shù)據(jù)。
• str3和str4指向常量字符串，存放在內存的常量區(qū)，是不可被修改且具有唯一性即常量區(qū)只存放一個。所以str3和str4指向的都是同一個字符串。

常量區(qū)的存儲特點：存放在常量區(qū)的數(shù)據(jù)不可被修改，正因為不可修改所以存一份就夠了。后期如果需要，使用的是同一數(shù)據(jù)。（數(shù)據(jù)還是同一個數(shù)據(jù)，只是用不同的指針維護）

總結

1. 常量字符串不可被修改，存放在內存的常量區(qū)。
2. 具有唯一性即常量區(qū)只存放一個。

指針數(shù)組

指針數(shù)組的定義

int arr[10];//整型數(shù)組char ch[5];//字符數(shù)組float f[20];//浮點型數(shù)組

可見，元素類型也就是數(shù)組的“類型”。

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

指針數(shù)組就是存放指針的數(shù)組。

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

整型數(shù)組的數(shù)組名arr，即首元素地址，是一級指針。

指針數(shù)組的數(shù)組名parr，也是首元素地址，不過其首元素為int*類型變量，所以parr就是二級指針。

指針數(shù)組的使用

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]

通過指針數(shù)組訪問整型數(shù)組的每個元素。parr[i][j]和*(*(parr+i)+j)本質上是等價的。

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更簡單，若要使用%c，就是得到每個字符串的起始地址，分別向后訪問。

從這里也可以看出數(shù)組和指針的關系，我愿稱之為*和[]的愛恨情仇！

?

數(shù)組指針

由前面的例子，不難得出，數(shù)組指針是指向數(shù)組的指針，是指針而非數(shù)組。

數(shù)組指針的定義

char ch = "w";char* pch = &ch;//字符地址存放在字符指針中int a = 10;int* pint = &a;//整型地址存放在整型指針中float f = 0.0;float* pf = &f;//浮點型地址存放在浮點型指針中

什么變量的地址存放在什么指針中。指針指向變量的類型，決定了指針的類型。顧名思義，數(shù)組指針指向的是數(shù)組。

遞推可得，數(shù)組的地址存放在數(shù)組指針中。且數(shù)組指針的類型為數(shù)組的類型再加個* 。

下面那種定義方法是對的呢？

int arr[10] = { 0 };//1.int* pa = arr;//2.&arr;//整個數(shù)組的地址int* parr = &arr;//3.int* parr[10] = &arr;//4.int(*parr)[10] = &arr;

1. 取出的是首元素的地址，而非整個數(shù)組的地址
2. 整型指針應存放整型變量的地址，數(shù)組的地址無法存入整型指針中。
3. []的優(yōu)先級比*高，故parr先與[]結合成數(shù)組名，所以parr是個指針數(shù)組。

數(shù)組指針的類型由數(shù)組類型決定，先找出數(shù)組的類型int[10]（去掉名就是類型）。且不能讓[]先與parr結合，所以用()先將parr和*結合，即成int(*parr)[10]。

C語言規(guī)定[]必須再最后面，所以不可寫成int[10](*parr)。

int* parr[10];//指針數(shù)組int(*parr)[10];//數(shù)組指針

我們前面強調過，去掉名字就是類型。所以int[10]是整型數(shù)組的類型，int*[10]是指針數(shù)組的類型，int(*)[10]是數(shù)組指針的類型。

&數(shù)組名和數(shù)組名

之前介紹過不止一遍，所以這次只說重點。

指針類型決定了指針±整數(shù)的步長。

//首元素地址+1printf("%p/n", arr);//0073FCA4printf("%p/n", arr + 1);//0073FCA8//整個數(shù)組地址+1printf("%p/n", &arr);//0073FCA4printf("%p/n", &arr + 1);//0073FCCC

1. 首元素地址就是整型指針+1，自然只能向后訪問4shou個字節(jié)
2. 整個數(shù)組地址+1，即int(*)[10]型指針+1，向后訪問了$int\times 10$即40個字節(jié)。

sizeof(arr)也代表整個數(shù)組，現(xiàn)在去理解為什么sizeof里數(shù)組名代表的是整個數(shù)組呢？數(shù)組這種結構保存了數(shù)組的大小，sizeof求所占空間的長度，那自然要嚴謹一些了。

數(shù)組指針的使用

遍歷數(shù)組，使用數(shù)組或是指針作形參接收就行了。且所謂的用數(shù)組接收僅是理解層面，本質上都是指針。

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

數(shù)組作實參，用數(shù)組或指針接收即可。數(shù)組指針使用對了很好用，但如果隨便用可能會很別扭。下面先介紹強行使用數(shù)組指針的用法。

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

將整個數(shù)組地址傳過去，則用數(shù)組指針接收，然后呢，直接對pa解引用嗎？

結果顯然是錯誤的，從結果中也可以看出打印的是十進制下的地址，+1跳過40個字節(jié)。

這里筆者在學習的時候產生了個疑問，傳過去數(shù)組的地址，為什么解一層引用后還是地址呢？

&arr解引用*后相當于找到首元素的地址，可以理解為&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));	}}

倘若我們把一維數(shù)組看作是二維數(shù)組第一行。由于二維數(shù)組在內存中是連續(xù)存放的，我們只打印二維數(shù)組的第一行，便可以避免上面的錯誤。

style=“zoom:80%;” />

*(pa)相當于數(shù)組指針所指向數(shù)組的數(shù)組名。數(shù)組指針指向整個數(shù)組，將其看作二維數(shù)組并解引用得到一行的首元素，從而遍歷訪問。

正面用例

從上面的例子也可以看出，用數(shù)組指針訪問二維數(shù)組時，效果便不錯。

//二維數(shù)組傳參,用二維數(shù)組接收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，是正常二維數(shù)組傳參，二維數(shù)組接收的情況。下面我們用數(shù)組指針接收。

//二維數(shù)組傳參,用數(shù)組指針接收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);//二維數(shù)組首元素是首行    	return 0;}

• 把二維數(shù)組想象成一個擁有三個元素的一維數(shù)組（每個元素也為一維數(shù)組），即一維數(shù)組的一維數(shù)組。
• 由于其每個元素是有5個元素的一維數(shù)組，數(shù)組指針定義為int(*p)[5]，指向首行這個“一維數(shù)組”。（傳參穿的是數(shù)組名）
• 第一層循環(huán)用于“跳行”，即每次跳過5個元素。第二層循環(huán)遍歷每行“一維數(shù)組”。

1. 用二維數(shù)組和數(shù)組指針接收的都是首行地址。
2. 數(shù)組指針的類型int(*)[5]，和二維數(shù)組首元素地址的類型相同。

故可得，二維數(shù)組首元素地址和數(shù)組指針是等價的，即數(shù)組指針pa就是數(shù)組名。

二維數(shù)組首元素為其首行，相當于一個一維數(shù)組，該一維數(shù)組的地址類型為int(*)[5]。且實參為二維數(shù)組名，降級為指向首行的指針，所以它是數(shù)組指針，類型為int(*)[5]。

數(shù)組指針指向二維數(shù)組，才是使用數(shù)組指針的正確示范。

Example

下列示例分別是什么？

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

1. 整型數(shù)組
2. 存放整型指針的數(shù)組

*靠左靠右無所謂，pa1先和[]結合為數(shù)組，剩下int*為數(shù)組元素類型。

3. 指向整型數(shù)組的指針

(*pa2)，*先和pa2結合為指針，剩下int[10]，指向的是元素個數(shù)為10的整型數(shù)組。

4. 存放數(shù)組指針的數(shù)組

pa3先和[10]結合為數(shù)組，剩下int(*)[5]是指向數(shù)組的指針為數(shù)組的元素。所以是個元素個數(shù)為10的數(shù)組指針數(shù)組。

逆向思考，有整型數(shù)組arr[5]和指向該數(shù)組的類型為int(*)[5]的數(shù)組指針，還有數(shù)組指針數(shù)組pa3[10]用于存放該數(shù)組指針。

類型辨別方法

1. 若名稱先和[]結合為數(shù)組，只去掉數(shù)組名就是數(shù)組類型，去掉[n]和數(shù)組名便是其元素的類型。
2. 若名稱先和*結合為指針，只去掉指針名就是指針類型，去掉*和指針名便是指向的變量的類型。

?

數(shù)組傳參和指針傳參

實踐之中不免會碰到數(shù)組和指針作函數(shù)參數(shù)而如何設計形參的問題。

一維數(shù)組傳參

一維數(shù)組傳參，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. 數(shù)組傳參數(shù)組接收，可行但其實都會降級優(yōu)化成指針，編譯器不會真正創(chuàng)建一個數(shù)組。

2. 由于形參數(shù)組形同虛設，所以數(shù)組大小無意義，任意大小或無。（有歧義）

3. 數(shù)組傳參本質就是首元素地址，首元素類型為int，所以指針的類型為int*。

所以可以看出[]和*()是等價的。我愿稱之為*和[]的愛恨情仇！（‐＾▽＾‐）

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

指針數(shù)組，每個元素類型為int*，故用二級指針接收數(shù)組名。

一維數(shù)組傳參，數(shù)組和指針接收。

二維數(shù)組傳參

//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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