指针的进阶——（1）

本次讲解重点：

1、字符指针

2、数组指针

3、指针数组

4、数组传参和指针传参

5、函数指针

关于指针这个知识点的主题，我们在前面已经初级阶段已经对指针有了大致的理解和应用了。我们知道了指针的概念：

1、指针就是地址，但口语中说的指针通常指的是指针变量，指针变量用来存放地址，地址唯一标识一块内存空间。

2、指针的大小是固定的4/8字节（32位平台/64位平台）。

3、指针是有类型的，指针的类型决定了指针的+-整数的步长，指针解引用操作的时候的权限。

4、指针的运算。

5、二级指针：存放一级指针变量的地址的变量。

        理解：指针变量前的第一个*与变量结合表示它是指针，再往前面所有东西表示这个指针所指向对象的类型。

关于初阶指针有什么不太了解，大家可以点击下方链接学习一遍之后，再来学习进阶。

S6---初阶指针_wangjiushun的博客-CSDN博客

接下来，我们继续探讨指针的高级主题。

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1.  字符指针

在指针的类型中我们知道有一种指针类型为字符指针：char*

一般我们使用：让一个字符指针指向一个字符变量

int main()
{char ch = 'a';char* pc = &ch;return 0;
}

还有一种使用方式：让一个字符指针指向一个常量字符串的首字符地址

#include<stdio.h>int main()
{const char* pstr = "abcdef";printf("%s\n", pstr);return 0;
}

代码const char *pstr="abcdef";

很容易让我们误以为是把常量字符串存储到字符指针pstr里了，但是想一想一个字符指针怎么可能放得下7个字节的字符串呢？所以其本质是把字符串abcdef首字符的地址放到了pstr中。

图解：

知识点总结：

1.  常量字符串：

        ①常量字符串不能被修改：用const修饰（如果修改，程序崩溃）；

        ②常量字符串出现在表达式中时，这个常量字符串的值是首字符的地址。

2.  const修饰的常变量：变量pstr不能被修改，但是pstr本质上还是一个变量，所以叫常变量

3.  %s-打印字符串，直到遇到'\0'才停止。 

有这么一道面试题：

#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;
}

大家猜猜运行的结果。

运行结果：

为什么会这样了？

知识点：

总结：

①（常量字符串，不能被修改）C/C++会把常量字符串存储到单独的一个内存区域，当有几个指针，指向同一个常量字符串的时候，它们实际会指向同一块内存。
②但是用相同的常量字符串去初始化不同的数组的时候，就会开辟不同的内存块。

③一个变量对应着一个唯一的空间。

图解：

所以str1和str2不同，str3和str4相同。

2.  指针数组

在初阶指针里我们已经学习一次指针数组，指针数组是一个存放指针的数组。

这里，我们在回顾一下：

整形数组-存放整形的数组；

字符数组-存放字符的数组

指针数组-存放指针(地址)的数组

指针数组的使用：使用一维数组模拟二维数组

代码1：存放字符指针的数组

#include<stdio.h>int main()
{//存放字符指针的数组const char* arr[4] = { "abcd","hello","hehe","wang" };//打印int i = 0;for (i = 0; i < 4; i++){printf("%s\n", arr[i]);}return 0;
}

 图解：

代码2：存放整形指针的数组

#include<stdio.h>int main()
{int arr1[4] = { 1,2,3,4 };int arr2[4] = { 2,3,4,5 };int arr3[4] = { 3,4,5,6 };//存放整形指针的数组int* arr[3] = { arr1,arr2,arr3 };//打印int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++){int j = 0;for (j = 0; j < 4; j++){printf("%d ", *(arr[i] + j));//等价于arr[i][j]}printf("\n");}return 0;
}

图解：

总结：这就是和二维数组一样的，只不过我们是使用指针数组来模拟的。

 3.  数组指针

3.1  数组指针的定义

数组指针是指针？还是数组？

答案是：指针。

我们已经熟悉：

整形指针-存放整形地址的指针-指向整形的指针 int*

字符指针-存放字符（字符串）地址的指针-指向字符（字符串）的指针 char*

那数组指针是：存放数组地址的指针-指向数组的指针

代码实例：

int main()
{//整形指针int a = 10;int* pi = &a;//字符指针char ch = 'w';char* pc = &ch;//数组指针int arr[10] = { 0 };//int* pa[10]是这样的吗，但是这不是指针数组，//pa先与[]结合了就是数组，int(*pa)[10] = &arr;return 0;
}

对数组指针的理解：①pa先和*结合，说明pa是一个指针变量，然后指向的是一个大小为10个整形的数组。（即pa是一个指针，指向一个数组的指针，叫做数组指针）

②数组指针后面的[]表示所指向的数组有几个元素

知识点：

①注意：[]的优先级要高于*的，所以必须加上（）来保证pa先和*结合。

②指针变量前的第一个*与变量结合表示它是指针，再往前面所有的东西表示这个指针所指向对象的类型。

接下来，我们深入了解数组名和&数组名

3.2  &数组名VS数组名

代码1：打印&数组名和数组名的地址观察

#include<stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//打印数组名地址printf(" arr-->%p\n", arr);//打印&数组名地址printf("&arr-->%p\n", &arr);return 0;
}

 运行结果：

运行之后我们发现：&数组名和数组名的地址是一样的。

难道两个是一样的吗？

代码2：&数组名和数组名+1

//代码2：
//数组名-数组首元素的地址
// &数组名-是数组的地址
// 数组首元素的地址和数组的地址从值的角度来看是一样的，但是意义不一样
// 指针的类型决定了指针+-整数的步长，指针解引用操作的时候的权限
//#include<stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf(" arr---->%p\n", arr);//指针的类型:int*printf(" arr+1-->%p\n", arr + 1);//+1，向后跳4个字节printf("&arr---->%p\n", &arr);//指针的类型：int(*)[10]printf("&arr+1-->%p\n", &arr + 1);//+1，向后跳40个字节return 0;
}

 运行结果：

图解：

根据上面的代码，我们发现：

数组名-数组首元素的地址

&数组名-是数组的地址 

 数组首元素的地址和数组的地址从值的角度来看是一样的，但是意义不一样。

知识点：

1.  指针的类型决定了指针+-整数的步长，指针解引用操作的时候的权限。

2.  存储一个数组所需的内存字节数：

        ①一维数组：总字节数=sizeof（类型）*元素个数

        ②二维数组：总字节数=sizeof（类型）*行数*列数

3、对二维数组数组名的加深理解：数组名就是二维数组首元素的地址

        对于二维数组来说，它的第一行就是它的第一个元素，第二行就是它的第二个元素……即一行是一个元素，二维数组是一个一维数组的数组。

//代码：二维数组的数组名
//二维数组的数组名是首元素地址-->第一行的地址
// 对于二维数组一行是一个元素#include<stdio.h>int main()
{int arr[3][4] = { 0 };printf("%p\n", arr);printf("%p\n", arr + 1);//跳过了16个字节return 0;
}

运行结果：

上机运行实践，也正是如此：arr+1跳40个字节，刚好是一行。

注意区分:二维数组的第一行第一个元素地址是&arr[0][0],

3.3  数组指针的使用

代码1：一维数组数组指针的使用，但是我们很少这样写代码

//代码1：一维数组数组指针的使用，但是我们很少这样写代码#include<stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//数组指针int(*p)[10] = &arr;//打印数组int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", (*p)[i]);//*p[i]这种写法的话，p先与[i]结合再解引用}return 0;
}

 代码2：二维数组数组指针的使用

#include<stdio.h>void print1(int arr[3][4], int r, int c)
{int i = 0;for (i = 0; i < r; i++){int j = 0;for (j = 0; j < c; j++){printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}
}void print2(int(*p)[4], int r, int c)
{int i = 0;for (i = 0; i < r; i++){int j = 0;for (j = 0; j < c; j++){printf("%d ", *(*(p + i) + j));//等价于(*(p+i))[j],也等价p[i][j]}printf("\n");}
}int main()
{int arr[3][4] = { {1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6} };//调用函数打印数组print1(arr, 3, 4);print2(arr, 3, 4);return 0;
}

图解：

 学了指针数组和数组指针我们一起回顾并看看下面代码的意思：

int arr[5];

int *parr1[10];

int (*parr2)[10];

int (*parr3[10])[5];

 4.  数组参数、指针参数

我们写代码的时候难免要把数组或者指针传给函数，那么函数的参数该如何设计呢？

4.1  一维数组传参

void test(int arr[])//ok?
{}
void test(int arr[10])//ok?
{}
void test(int* arr)//ok?
{}
void test2(int* arr[20])//ok?
{}

void test2(int* arr[])//ok?

{}
void test2(int** arr)//ok?
{}
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    int* arr2[20] = { 0 };
    test(arr);
    test2(arr2);
}

 4.2  二维数组传参

void test(int arr[3][5])//ok？
{}
void test(int arr[][])//ok？
{}
void test(int arr[][5])//ok？
{}
void test(int* arr)//ok？
{}
void test(int* arr[5])//ok？
{}
void test(int(*arr)[5])//ok？
{}
void test(int** arr)//ok？
{}
int main()
{
    int arr[3][5] = { 0 };
    test(arr);
}

4.3  一级指针传参

思考：当一个函数的参数部分为一级指针的时候，函数能接收什么参数？

答案是：①一级指针变量；②一维数组数组名；③变量地址。

比如：

void test1(int *p)
{}
//test1函数能接收什么参数？
void test2(char* p)
{}
//test2函数能接收什么参数？

void test1(int* p)
{}void test2(char* p)
{}int main()
{//test1函数能接收什么参数？int a = 10;int* pi = &a;int arr[5] = { 0 };test1(pi);//一级指针变量test1(arr);//一位数组数组名test1(&a);//变量地址//test2函数能接收什么参数？char ch = 'w';char* pc = &ch;char arr1[6] = { '\0' };test2(pc);test2(arr1);test2(&ch);return 0;
}

4.4  二级指针传参

思考：当函数的参数为二级指针的时候，函数能接收什么参数？

答案是：①二级指针变量；②指针数组数组名；③一级指针变量地址。

代码实例：

void test(char** p)
{ }
int main()
{char c = 'b';char* pc = &c;char** ppc = &pc;char* arr[10];test(&pc);//一级指针变量地址test(ppc);//二级指针变量test(arr);//指针数组数组名return 0;
}

5、函数指针

我们先打印一下函数的地址：

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{//打印函数地址printf("%p\n", &Add);printf("%p\n", Add);return 0;
}

运行结果：

从结果我们发现：取函数名和函数名，打印的地址一样。

结论：①取函数名和函数名，都是函数的地址。

那函数的地址是怎么保存的呢？

看下面代码：

#include<stdio.h>int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{//数组指针-指向数组的指针int arr[10] = { 0 };int(*pa)[10] = &arr;//函数指针-指向函数的指针int (*pf)(int, int) = &Add;//pf 是一个存放函数地址的指针变量-函数指针int ret1 = pf(2, 3);//pf是函数地址，Add也是函数地址，所以不用解引用也可以int ret2 = (*pf)(2, 3);//写上*也可以，符合语法，但是需注意带（）printf("%d %d\n", ret1, ret2);return 0;
}

类比数组指针，函数指针也是如此要注意带()保证*和变量pf先结合。

使用函数指针找到所指向的函数：

①直接写函数指针：因为函数指针变量存储的就是函数的地址，所以在使用的时候可以不解引用。

②函数指针解引用：解引用其实没必要，这样写就是方便理解。因为pf是指针，指针要找到他所指向的对象(对象函数名就是函数的地址)，解引用更容易理解，符合语法的理解。(注意：优先级缘故，如果要解引用，一定要使用()把*和函数指针变量括起来。)

现在我们来看两段有趣的代码：

//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

代码1的解读：

int main()
{( *( void(*)() ) 0 )();//分析：// ①void(*)()-->函数指针类型，这个函数是无参的// ②()里面放类型-->强制类型转换// ③( void(*)() ) 0 -->把0强转成这种函数指针类型，// 就是0被当成了函数的地址// ④（*指针变量）-->解引用操作，找到0地址的函数// ⑤最后的（）-->调用函数不用传参(因为强转的0函数类型是无参的)////总结：该代码是一次函数调用，调用0地址处的一个函数//		首先代码中将0强转为类型为( void(*)() )的函数指针//      然后去调用0地址处的函数return 0;
}

破题点：从0出发，再开始分析。

代码2的解读：

//函数返回类型是函数指针int main()
{void (*signal(int, void(*)(int))) (int);//分析：①signal没有与*结合，这不是指针//		②signal后有括号()-->signal是函数名//		③函数名括号()里-->函数参数//		第一个参数是int类型，第二个参数是函数指针类型//		④语句最后有；没有函数体-->函数是声明//		⑤函数的声明-->形式：函数返回类型 函数名 (形参列表)；//		那剩下的void(*)(int)就是函数返回类型了//		//总结：该代码是一次函数的声明//		声明的函数名字叫signal//		signal函数的参数有2个，第一个是int类型，第二个是函数指针类型，//		该函数指针能够指向的那个函数的参数是int，返回类型是void。//		signal函数的返回类型是一个函数指针，//		该函数指针能够指向的那个函数的参数是int，返回类型是void。//我们能不能这么写？//void(*)(int) signal(int,void(*)(int));//答案是不能这么写，帮助理解可以这么写，但是语法上是错的//函数的返回类型是函数指针是，只能把函数名 (形参列表)移到*的后面。//优化：类型简化--->typedef//函数指针的重命名typedef void(*pf_t)(int);pf_t signal(int, pf_t);return 0;
}

破题点：从signal出发，再开始分析。

知识点：

1、函数返回类型是指针函数时的写法：当函数的返回类型是函数指针时，只能把函数名 (参数列表)移到返回类型这个函数指针的*的后面。

2、指针类型简化（重命名）--->typedef

        指针类型重命名，别名写在*的后面并且还要注意操作符的优先级（即*先与别名结合）

本次知识点总结：

1.  字符指针的两种使用：

        (1)一般使用：让字符指针指向一个字符变量(字符数组)，可通过解引用来访问这个字符变量(字符数组)。

        (2)还有一种使用方式：让字符指针指向一个常量字符串的首字符地址。

加油站：

        (1)常量字符串：①常量字符串不能被修改：用const修饰；②常量字符串出现在表达式中时，这个常量字符串的值是首字符的地址。

        (2)const修饰的常变量：不能被修改。

        (3)(常量字符串，不能被修改)C/C++会把常量字符串存储到单独的一个内存区域，当有几个指针，指向同一个常量字符串的时候，他们实际会指向同一块内存。

        (4)但是用相同的常量字符串去初始化不同的数组的时候，就会开辟不同的内存块。

        (5)一个变量对应着一个唯一的空间。

2.  指针数组

指针数组-存放指针(地址)的数组

回顾数组的创建方式：

        type_t  arr_name  [const_n];

        //type_t：是数组的元素类型

        //arr_name：数组名

        //const_n：常量表达式，用来表示数组中元素个数，即数组的大小（长度）

指针数组的使用：一般是使用一维数组模拟二维数组

3.  数组指针

3.1  数组指针的定义

        数组指针-存放数组地址的指针-指向数组的指针

        如：int arr[10];

               int (*parr)[10]=&arr;//数组指针

对数组指针的理解：

        ①parr先和*结合，说明是一个指针，前面的int是所指向数组的类型，后面的[]是所指向数组的大小。

        ②注意：[]的优先级要高于*的，所以必须加上()来保证变量先和*结合。

        ③指针变量前的第一个*与变量结合表示它是指针，再往前所有的东西表示这个指针所指向对象的类型。

3.2  &数组名和数组名

        数组名-数组首元素的地址

        &数组名-数组的地址

        数组首元素的地址和数组的地址从值的角度来看是一样的，但是意义不一样。

加油站：

        (1)指针的类型决定了指针+-整数的步长，指针解引用操作的时候的权限。

        (2)存储一个数组所需的内存字节数：

                ①一维数组：总字节数=sizeof(类型)*元素个数

                ②二维数组：总字节数=sizeof(类型)*行数*列数

        (3)对二维数组数组名的加深理解：

                数组名是数组首元素的地址，首元素即第一行的地址；

                对于二维数组来说可以看成：一行一个元素(即一维数组)，二维数组是一个一维数组的数组

3.3  数组指针的使用-二维数组数组名做实参

4.  数组参数、指针参数

4.1  数组传参

        数组名作函数实参，地址传递

        形参可写为：

        (1)数组形式(注意类型一致，若要标注数组大小：数组大小一致)

                ①一维数组的大小可省略

                ②二维数组的大小：只能省略第一维[]的大小，第二维[]的不可省略。因为对一个二维数组，可以不知道有多少行，但是必须知道一行多少元素(列)，这样才方便计算。

        (2)指针形式

4.2  一级指针传参

        思考：当函数的参数为一级指针的时候，函数能接收什么参数？

        答案是：①一级指针变量；②一维数组数组名；③变量地址

4.3二级指针传参

        思考：当函数的参数为二级指针的时候，函数能接收什么参数？

        答案是：①二级指针变量；②数组指针数组名；③一级指针变量地址

5.函数指针

        结论：取函数名和函数名，都是函数的地址。

(1)函数指针怎么写？

        类比数组指针，函数指针也是要注意操作符的优先级，所以要带（）保证*先和变量结合

(2)对函数指针的理解：变量先与*结合，说明变量是一个指针；然后前面的是所指向函数的返回类型，后面的（）是所指向函数的参数列表。

(3)使用函数指针找到所指向的函数：

        ①直接写函数指针：因为函数指针变量存储的就是函数的地址(函数名也是函数的地址)，所以在使用的时候可以不解引用。

        ②函数指针解引用：解引用其实是没必要的，这样写就是方便理解。因为变量是指针，指针要找到它所指向的对象(对象函数名就是函数的地址)，解引用更容易理解，符合语法的理解。(注意：优先级缘故，如果要解引用，一定要使用（）把*和指针变量括起来。)

加油站：

        ①函数返回类型是函数指针时的写法：当函数的返回类型是函数指针时，只能把函数名和（参数列表）移到返回类型这个函数指针的*的后面。

        ②指针类型简化--->typedef

        指针类型重命名，别名写在*的后面并且还要注意操作符的优先级(即*先和别名结合)。

指针进阶的主题并未结束，在下一次文章终结。

有什么不足希望大家指出，我会更加努力写出更好的文章。