【C语言期末不挂科——指针进阶篇】【上】

C语言进阶篇【上】

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C语言进阶篇【上】
- - 字符指针
  - 数组指针
  - 数组传参和指针传参
  - - - 数组传参
      - 一级指针传参
      - 二级指针传参

前言：

我们在指针初阶篇学习了：

1、指针就是个变量，用来存放地址，地址唯一标识一块空间。
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，指针的类型决定指针±整数的步长，指针解引用操作时候的权限。
4、指针的运算。

快要期末了，祝各位小伙伴们期末考试顺利，那么话不多说，进入我们今天的主题！

字符指针

指针的类型里面我们知道有一种指针类型为 字符指针（char *）,经过初阶的学习我们已经能用：

#include<stdio.h>int main()
{char ch = 'a';char *p = &ch;*p = 'b';return 0;
}

一般我们在存储字符串的时候，我们都会把字符串放进字符数组里面，其实还有一种方式可以用来存储字符串：

#include<stdio.h>int main()
{char ch[10] = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', '\0' };const char *p = "abcdef";//常量字符串printf("%s",p);return 0;
}

我们可以用字符指针来接收字符串，有人可能要问了：“指针接收？那是把字符串存储到指针里吗？”，实则不然，想一下，如果是在x86的环境下，指针只有4个字节大小，而这个字符串已经超出4字节的范围。

还记得我们在C语言中是如何打印字符串的吗？

printf("%s\n",ch);//上面的例子

我们当时不知道为什么这样写，现在看来，我们是将数组首元素地址传入到printf函数里，然后printf函数通过寻址来访问字符数组从而打印字符串。

其实我们指针也是如此，指针并不是存储了字符串，而是存储了字符串首元素的地址，这样就能通过寻址打印了：

在这里插入图片描述

注意：被双引号引用的字符串已经变成了常量，所以要加const，在C语言内存布局里面有个叫做代码区的区域，是专门用来存储常量以及代码的地方。

我们来看下面这道题：（请问输出结果是什么？）

#include <stdio.h>int main()
{char str1[] = "hello world";char str2[] = "hello world";const char *str3 = "hello world";const char *str4 = "hello world";if(str1 == str2)printf("str1 and str2 are same\n");elseprintf("str1 and str2 are not same\n");if(str3 == str4)printf("str3 and str4 are same\n");elseprintf("str3 and str4 are not same\n");return 0;
}

在这里插入图片描述

怎么样，你相对了没有？下面我们来仔细分析是如何将打印的。

首先我们来看str1[]与str2[]，我们知道，数组名代表首元素地址，而这是两个数组，str1与str2那么他们两个的地址一定是不同的，所以第一次if判断的时候他们是不相等的。

在这里插入图片描述

而str3与str4为什么又是相同的呢？首先，与前两个不同，str3与str4并没有单独开一个空间存储字符串，实际上，常量字符串存储在代码区里时，如果你的常量是出现过的，编译器不会在生成另一份相同的常量，而是直接取同一块常量的首地址给你的指针，所以str3与str4是相同的。

在这里插入图片描述

数组指针

在学习数组指针之前，我们先复习一下上节课所讲的指针数组：

如果想不明白也可以类比，整形数组——是存放整形的数组，字符数组——是存放字符的数组，那么指针数组——是存放指针的数组。

	int *arr[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

当然也可以用指针数组来模拟二维数组：

#include <stdio.h>int main()
{int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };int arr2[] = { 2, 3, 4, 5, 6 };int arr3[] = { 3, 4, 5, 6, 7 };int *arr[3] = { arr1, arr2, arr3 };//指针数组int i = 0;for(i = 0 ; i < 3 ; i++)//打印每一列{int j = 0;for(j = 0 ; j < 5 ; j++)//打印每一行{printf("%d ",arr[i][j]);	}	printf("\n");}return 0;
}

在这里插入图片描述

话不多说，进入正题，数组指针是什么？

同样的，我们可以先来类比：

整形指针——指向整型变量的指针，存放整形变量地址的指针变量
字符指针——指向字符变量的指针，存放字符变量地址的指针变量
数组指针——指向数组的指针，存放的是数组的地址的指针变量

下面哪个是数组指针？

int *p1[10];
int (*p2)[10];

在C语言中’[]‘的优先级是要比’*'高的，所以第一个语句，p1是先与[]结合，所以是数组，而数组的类型是int *整形指针类型。

我们再来看第二个，*p2被括号括起来了，那么他的优先级就要比[]高，所以p2就是指针类型，还记得之前说的吗？int *p，*说明了p是指针，而int说明了p指向的是整形，那么去掉(*p2)剩下的int [10]，也就是数组类型，所以第二条语句是一个数组指针。

在这里插入图片描述

我们知道了什么是数组指针，但是我们该如何给数组指针赋值呢？这个时候就需要再次研究一下我们的数组名了。

#include<stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 0 };printf("%p\n", arr);printf("%p", &arr[0]);return 0;
}

在这里插入图片描述

我们前面说过，数组名表示首元素地址，但是我们有两个例外：

1、sizeof(数组名)，这里的数组名不是首元素地址，数组名表示整个数组，其计算的是数组的整个大小，单位为字节。
2、&数组名这里的数组名也表示整个数组，&所取出的是数组的整个地址。

除此之外，所有情况的数组名均表示首元素地址。

#include<stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 0 };printf("%p\n", arr);//1printf("%p\n", arr + 1);//2printf("%p\n", &arr[0]);//3printf("%p\n", &arr[0] + 1);//4printf("%p\n", &arr);//5printf("%p\n", &arr + 1);//6return 0;
}

在这里插入图片描述
我们可以看到，1 2和3 4运行结果相同，都是相差四个字节，虽然5的地址和1与3的地址相同，但是6的地址却与1 3 5 相差了40个字节，而我们数组的大小刚好是40个字节。这也能说明&数组名是取整个数组的地址。

那么我们就可以写出数组指针了：

#include<stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 0 };int (*p)[] = &arr;//&arr是整个数组的地址return 0;
}

在这里插入图片描述

我们也可以通过编译来看数组指针的类型：

在这里插入图片描述
上面已经声明了数组指针，那么我们到底该怎么用数组指针呢？

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

在这里插入图片描述

数组指针使用时首先对p进行解引用找到这个数组首元素地址，然后首元素加上偏移量之后再解引用，得到具体的值。当然还可以这样写：

for(i = 0 ; i < len ; i++)
{printf("%d ", (*p)[i]);
}

实际上数组指针并不是以上情况下使用的，一般我们数组指针用来对二维数组传参，因为二维数组传参，形参是指针形式。例如：

#include<stdio.h>void Print(int (*p)[5], int r, int c)//这里数组指针指向的就是二维数组
{int i = 0;for(i = 0 ; i < r ; i++)//每一行{int j = 0;for(j = 0 ; j < c ; j++)//每一列{printf("%d ", *(*(p + i) + j));//*(p+i)表示找到二维数组的i行首元素地址，+j表示这一行的第j个元素的地址，最后在最最外面解引用，最后得到这个元素}printf("\n");}return;
}int main()
{int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5 ,2,3,4,5,6 , 3,4,5,6,7 };Print(arr, 3, 5);return 0;
}

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虽然在main函数里我们是使用二维数组数组名来传参，但是我们知道，数组名表示首元素地址，这个时候使用数组指针就比较符合场景了。

虽然看起来指针数组不如直接将二维数组传入来的实在，但是其实我们直接传数组的时候，编译器还是会将数组转化为上面写的那种形式。

数组传参和指针传参

数组传参

既然说到了数组指针问题，上面函数参数可能会让人捉摸不透，变来变去，我们来总结一下：

我们看下面一段代码：（我们可以先思考下面函数部分是不是都是对的？）

//一维数组各种传参
#include<stdio.h>void test(int arr[]);//y or n?void test(int arr[10]);//y or n?void test(int *arr);//y or n?void Test2(int *arr[20]);//y or n?void Test2(int **arr);//y or n?int main()
{int arr[10] = {0};int *arr2[20] = {0};test(arr);Test2(arr2);return 0;
}

我们依次看每个函数：
我们先来看第一个函数：

也就是说以上五个一维数组传参的形式全部都是正确的，怎么样，你理解了吗？那么二维数组的传参会是怎样呢？来看看下面哪些是正确的二维数组传参形式：

void test(int arr[3][5]);//y or n?void test(int arr[][]);//y or n?void test(int arr[][5]);//y or n?void test(int *arr);//y or n?void test(int *arr[5]);//y or n?void test(int (*arr)[5]);//y or n?void test(int **arr);//y or n?int main()
{int arr[3][5] = {0};test(arr);return 0;
}

在这里插入图片描述

所以，二级指针传参，如果用数组传参只能将行省略，如果用指针传参，只能使用数组指针的形式传参。

一级指针传参

既然我们说到了传参，而数组又与指针密不可分，我们顺带来分析一下，指针的传参方式又是什么？

我们来看下面代码：

#include<stdio.h>void Test(int *p)
{return;
}int main()
{int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };int a;return 0;
}

思考一下，我们有哪些方式可以传参一级指针呢？你可以把你想的全部写下来，与我写的对比，看看有什么不同：

1、可以传整形变量的地址。
2、可以传一级指针。
3、可以传一维数组的首元素。

#include<stdio.h>void test(int *p)
{return;
}int main()
{int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };int a = 1;int *p = &a;test(arr);test(&a);test(p); return 0;
}

在这里插入图片描述

我们可以看到是可以通过编译的，可能还存在其他形式的一级指针传参，但是这三个是我们最常用的方式。

二级指针传参

#include<stdio.h>void test(int **p)
{return;
}int main()
{//哪些传参方式？ return 0;
}

同样，我们思考一下有哪些方式可以给二级指针传参呢？

1、一级指针变量的地址
2、二级指针
3、指针数组的数组名

#include<stdio.h>void test(int **p)
{return;
}int main()
{int n = 10;int *p = &n;int **pp = &p;int *arr[10];test(&p);//二级指针就是取一级指针的地址 test(pp);//传入二级指针 test(arr); //函数名表示首元素地址，而指针数组的每个元素都是指针，所以这个数组名就是二级指针 return 0;
}