指针(4)

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 i = 'a';
    char* p = &i;
    *p = 'q';
    printf("%c", i);
    return 0;
}

  • 然后我们看这个例子,这是把⼀个字符串放到pstr指针变量里了吗？

  • 事实上不是,他只是将这个字符常量的首字符的地址放进指针里

  • 常量字符串不能被修改

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;
}

  • 那我们怎么才可以输出这个字符常量呢?

  • %s 用p 就能输出所字符串

int main() {
    char* p = "abcdef";
    printf("%c", *p);
    printf("%s",p);//用%s 用p 就能输出所字符串
    return 0;
}

  • 常量字符串不能被修改,如果我们直接这样写char* p = "abcdef"; 其实是错的,但是编译器没有报错;有时候往往找到不到bug在哪里

  • 我们最好加一个const 到开头,直接限制他的错误

int main() {
    char* p = "abcdef";   //const char* p = "abcdef";
    printf("%c\n", *p);
    printf("%s",p);//用%s 用p 就能输出所字符串
    *p = 'b';
    return 0;
}

《剑指offer》中收录了⼀道和字符串相关的笔试题，我们⼀起来学习⼀下：

  • 内容相同的字符串,只需要保存一个就行 因为常量字符串不能修改

  • 常量字符串(放在只读数据区)

int main()
​
{
    char str1[] = "hello bit.";
​
    char str2[] = "hello bit.";
​
    const char* str3 = "hello bit.";
​
    const char* str4 = "hello bit.";
​
    if (str1 == str2)//数组的首元素地址不相等
​
        printf("str1 and str2 are same\n");
​
    else
​
        printf("str1 and str2 are not same\n");
​
    if (str3 == str4)//存放的地址一样
​
        printf("str3 and str4 are same\n");
​
    else
​
        printf("str3 and str4 are not same\n");
​
    return 0;
​
}
//输出str1 and str2 are not same  
//str3 and str4 are same

2.数组指针

  • 什么是数组指针?我们来类比一下

  • 数组指针,就是存放数组地址的指针

  • 我们要对比记忆,数组指针和指针数组的区别

  • int (*) [10] 是p的类型 (数组指针的类型) arr -- int * arr+1 跳过四个字节 arr -- int * arr+1 也跳过四个字节 &arr -- int(*)[10] 跳过40个字节

int main() {
    int arr[10] = {0};
    int (*p) [10] = &arr; //p是数组指针,p存放的是数组的地址
    //int (*) [10] 是p的类型 (数组指针的类型)
    //arr -- int * arr+1   跳过四个字节
    //arr -- int * arr+1   也跳过四个字节
    // &arr --  int(*)[10] 跳过40个字节  
    return 0;
}
​
 int (*p) [10] = &arr; //数组指针初始化
 |    |    |
 |    |    |
 |    |    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

2.1 数组指针和指针数组的区别

  • 我们要对比记忆,数组指针和指针数组的区别

  • 指针数组,-->数组,存放指针的数组

  • 数组指针-->指针,存放数组地址的指针

2.2访问数组指针

  • 我们可以用(*p)[i] 访问数组的每一个元素

  • (*p)[i] 怎么理解?---->p相当于一个指针 指向arr的地址,然后我们解引用 *p 得到的的是arr ,然后通过下标[i]遍历数组元素

  • 这种方法一般不会使用,复杂化了问题

#include <stdio.h>
int main() {
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int(*p)[10] = &arr;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", (*p)[i]);
    }
    return 0;
}

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;
}

  • 二维数组的数组名如何理解呢?

  • 也是数组首元素的地址,二维数组其实是一个一维数组的数组,二维数组的首元素就是他的第一行的地址

  • 我们换成数组指针来遍历该二维数组

  • 实参传过来的,我们可以知道二维数组的数组名是第一行的地址

  • 第一行是一个一维数组,传过去的就是第一行的这个一维数组的地址(整个数组的地址)

  • 然后我们用 int(*arr)[5] 数组指针接收 [5]表示一行有几个元素

void test(int(*arr)[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 ", arr[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;
}

  • 或者用另外一种方式

 #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;
}

  • 怎么理解   * (*(p+i)+j)

  • 我们可以看到下图,二维数组是一维数组的数组 ,*(p+i)访问第一个数组(首元素地址)-->

    相当于 p[0] 再解引用访问第二个数组即可

  • p[i] 等于 *(p+i)

  • p[i] [j] 等于 * (*(p+i)+j)

4. 函数指针变量

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：

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

  • 我们来思考一下,&test 和 test

  • 在数组中,&test 是表示整个数组元素的地址, arr 表示首元素地址

  • 但是在函数指针中, &test 和 test是一个东西

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：

  • int ( * ) ( int , int ) 函数指针的类型

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

  • 调用的时候 (*pf) 和 pf 用法一样

  • 注意 我们带*的时候 一定要带上( )---> ( *p) 不然会报错

printf("%d\n", (*pf3)(2, 3));
printf("%d\n", pf3(3, 5));

4.1两段有趣的代码

这两段代码均来自《C陷阱和缺陷》这本书

一个程序员与我交谈一个问题。他当时正在编写一个独立运行于某种微处理器上的 C程序。当计算机启动时，硬件将调用首地址为0位置的子例程为了模拟开机启动时的情形，我们必须设计出一个 C 语句，以显式调用该子例程。经过一段时间的思考，我们最后得到的语句如下:

//代码1
(*(void (*)( ) )0 ) ();

  • (void) (*) ( )--->表示函数指针的类型,将0(整形)强制转换成函数指针(没有返回值,没有参数)

  • 外面的 * 表示解引用( *号可以省略 )这个函数指针(函数调用,0地址处放的那个函数) 右边的 ( )表示在函数调用的时候无参数调用

//代码2
void (*signal(int , void(*)(int) ) )(int);

  • 我们看图解析

  • 该代码是一次函数声明 类似于int add(int , int ) 不需要传入参数 只需要标明 返回类型和参数数据类型

4.2 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 unit;//起别名
int main() {
    unit i = 0;
}

  • 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：

  • int* p = &a; ptr_t p = &a; 这两句代码一样

typedef int* ptr_t;
int main() {
    int a = 3;
    int* p = &a;
    ptr_t p = &a;
}

  • 数组指针和上述的命名方式不太一样, 将重命名放进括号里面

typedef(*parr_t)[10];
//数组指针类型
int main() {
    int arr[10] = { 0 };
    int(*p)[10] = &arr;
    parr_t p2;
    return 0;
}

  • 函数指针也一样,重命名要放到*右边

typedef void(*pfun_t)(int);

  • 那我们来简化一下上面代码二的形式

typedef void (*pfun_t) (int) //  void (*) (int)
​
void (*signal(int , void(*)(int) ) )(int);
//然后我们可以简化成下面的形式
pfun_t signal(int,pfun_t)

5.函数指针数组

  • 怎么用函数指针数组呢?

  • 函数指针的类型假设为-->int (*) (int,int) 那函数指针数组的形式为----> int( * p[10]) (int ,int) = { }

  • 要注意 数组里面存放的指针的类型要一致,返回类型也要一致

  • 那么我们什么场景用函数指针数组呢?

    下列四个函数返回类型和参数类型都是一样的,那么我们分别放到一个指针是不是很麻烦?

#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(*p)(int, int) = add;
    int(*p1)(int, int) = sub;
    int(*p2)(int, int) = mul;
    int(*p3)(int, int) = div;
​
}
我们可以将函数指针放进数组里面,通过循环 数组遍历下标即可
#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(*p[4])(int, int) = { add,sub,mul,div };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        int ret = p[i](2, 6);
        printf("%d\n", ret);
    }
}

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;
}

  • 我们如果往下加入新的运算,这个case越加越多,代码就会很长

  • 用函数指针数组来实现,这个代码就更灵活了

#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;
}
​
void menu() {
        printf("*************************\n");
        printf(" 1:add 2:sub \n");
        printf(" 3:mul 4:div \n");
        printf(" 0:exit \n");
        printf("*************************\n");
}
int main() {
    int input = 0;
    int x = 0;
    int y = 0;
    int (*pfArr[5])(int, int) = { 0,add ,sub,mul,div };//我们前面加一个0,数组下标恰好对应菜单
    do {
        menu();
        printf("请选择你想要的运算:");
        scanf("%d", &input);
        if (input >= 1 && input <= 4) {
            printf("请输入两个操作数:");
            scanf("%d %d", &x, &y);
            int ret = pfArr[input](x, y);
            printf("%d\n", ret);
        }
        else if(input==0)
        {
            printf("退出计算器");
            break;
        }
        else
        {
            printf("输入错误请输入(1-4):\n");
        }
​
    }while(input);
​
    return 0;
}

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