C++ 指针进阶

目录

一、字符指针

二、指针数组

三、数组指针

数组指针的定义

&数组名 与 数组名

数组指针的使用

四、数组参数

一维数组传参

二维数组传参

五、指针参数

一级指针传参

二级指针传参

六、函数指针

七、函数指针数组

八、指向函数指针数组的指针

九、回调函数

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一、字符指针

在指针的类型中我们知道还有一种指针类型为字符指针char*

简单的使用：

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

还有一种使用方式如下：

int main()
{const char* pstr = "hello world";//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;
}

代码const char* pstr = "hello world";特别容易让同学以为是把字符串 hello world放到字符指针 pstr

里了，但是本质是把字符串 hello world首字符的地址放到了pstr中。

上面代码的意思是把一个常量字符串的首字符 h 的地址(0x0012ff44)存放到指针变量 pstr 中。

有这样一道题目：

#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");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;
}

我们不妨先来猜猜结果，然后来看答案：

是否与你的想法有所差异呢？

原因是这样：

这里str3和str4指向的是同一个常量字符串。C/C++会把常量字符串存储到单独的一个内存区域，当几个指针指向同一个字符串的时候，他们实际会指向同一块内存。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出不同的内存块。所以str1和str2不同，str3和str4不同。

二、指针数组

已经学习过指针数组。这里简单回忆一下：

int* arr1[10]; //整型指针的数组
//描述：
//arr1数组有10个元素，且每个元素都为int*类型char* arr2[4]; //一级字符指针的数组
//描述：
//arr2数组有4个元素，且每个元素都为char*类型char** arr3[5];//二级字符指针的数组
//描述：
//arr3数组有5个元素，且每个元素都为char**类型

三、数组指针

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： int * pint ; 能够指向整形数据的指针。浮点型指针： float * pf ; 能够指向浮点型数据的指针。

那数组指针应该是：能够指向数组的指针。

那么下面代码哪个是数组指针？

int* p1[10];
int(*p2)[10];
//p1, p2分别是什么？

答案是下面的代码。那么我来解释一下为什么数组指针长这个样子：

int (*p)[10];
//解释：p先和*结合，说明p是一个指针变量，然后指着指向的是一个大小为10个整型的数组。
//所以p是一个指针，指向一个数组，叫数组指针。
//这里要注意：[]的优先级要高于*号的，所以必须加上（）来保证p先和*结合。

&数组名 与 数组名

对于下面的数组：

int arr[10];

arr 和& arr 分别是啥？

我们知道arr是数组名，数组名表示数组首元素的地址。

那&arr数组名到底是啥？

我们看一段代码：

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

运行结果如下：

可见数组名和&数组名打印的地址是一样的。

难道两个是一样的吗？

我们再看一段代码：

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

运行之后：

根据上面的代码我们发现，其实&arr和arr，虽然值是一样的，但是意义应该不一样的。

实际上： &arr 表示的是 数组的地址 ，而不是数组首元素的地址。（细细体会一下）
本例中 &arr 的类型是： int(*)[10] ，是一种数组指针类型

数组的地址 +1 ，跳过整个数组的大小，所以 &arr+1 相对于 &arr 的差值是 40

数组指针的使用

那数组指针是怎么使用的呢？

既然数组指针指向的是数组，那数组指针中存放的应该是数组的地址。

看代码：

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };int(*p)[10] = &arr;//把数组arr的地址赋值给数组指针变量p//但是我们一般很少这样写代码return 0;
}

数组指针使用实例：

#include <stdio.h>
void print_arr1(int arr[3][5], int row, int col)
{int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < row; i++){for (j = 0; j < col; j++){printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}
}
void print_arr2(int(*arr)[5], int row, int col)
{int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < row; i++){for (j = 0; j < col; j++){printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}
}
int main()
{int arr[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//这是一个二维数组print_arr1(arr, 3, 5);//数组名arr，表示首元素的地址//但是二维数组的首元素是二维数组的第一行//所以这里传递的arr，其实相当于第一行的地址，是一维数组的地址//可以数组指针来接收printf("-----------------\n");print_arr2(arr, 3, 5);return 0;
}

这里有非常重要的一点，我们已经知道数组名就是数组首元素的地址(有两个例外），那么对于二

维数组来说，二维数组的首元素是什么呢？其实就是第一行数组。

如图所示，我们给arr+1之后，它的地址跳过了一个一维数组的大小。所以我们可以通俗的把二维

数组arr理解为，arr数组包含3个元素，每个元素都是元素个数为5、元素类型为int类型的数组。

我们甚至可以换一种方式来定义二维数组：

int arr1[5]={1,2,3,4,5};
int arr2[5]={6,7,8,9,10};
int arr3[5]={0};
int  (  *  (arr[3])  )  [5] = { arr1,arr2,arr3 };

arr[3]//首先arr是一个数组，且包含3个元素，所以先和[3]结合int (*) [5]//这是一个数组指针的类型，表明该指针指向一个数组
//且数组包含5个元素，每个元素是int类型int (*(arr[3]))[5] //表明arr数组包含3个元素，且每个元素的类型都是数组指针

接下来，我们尝试认识并解释下面代码：

//整型数组：
int arr[5];
//arr是一个数组，包含5个元素，且每个元素的类型是int//指针数组：
int *parr1[10];
//parr1是一个数组，包含10个元素，且每个元素的类型是int*//数组指针：
int (*parr2)[10];
//parr2是一个指针，指向的是一个数组，数组包含10个元素，且每个元素的类型是int//数组指针数组
int (*parr3[10])[5];
//parr3是一个数组，包含10个元素，且每个元素的类型是数组指针
//数组指针指向的是一个数组，包含5个元素，且每个元素的类型是int

四、数组参数

一维数组传参

如果我们要将如下两个数组作为参数传递给test函数

#include<stdio.h>void test1()//参数该如何设计？void test2()//参数该如何设立？int main()
{int arr1[10] = { 0 };int* arr2[20] = { 0 };test1(arr1);test2(arr2);
}

下面展示的几种设计方式都是正确的：

void test(int arr[])//可以省略10
{}
void test(int arr[10])
{}
void test(int* arr)
{}
void test2(int* arr[20])
{}
void test2(int** arr)
{}

我们调用test函数时，都将数组名传递过去，而数组名又是首地址，当然可以用一个指针变量来接收。

对于arr1，是一个整型数组，元素类型为int ，所以用int*的指针来接收；

对于arr2，是一个指针数组，元素类型为int* ，所以用int**的二级指针来接收。

二维数组传参

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[3][5] = {0};test(arr);return 0;
}

如果我们要将二维数组arr传递给test函数，那么test函数又该如何如何设计呢？

void test(int arr[3][5])
{}
//void test(int arr[][])
//{}
void test(int arr[][5])
{}
//void test(int* arr)
//{}
//void test(int* arr[5])
//{}
void test(int(*arr)[5])
{}
void test(int** arr)
{}

如上面代码所示，除了被注释掉的代码，其他的都是行得通的。

对于第二种格式为什么是错的，是因为有这样的规定：

总结：二维数组传参，函数形参的设计只能省略第一个 [] 的数字。
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。 这样才方便运算。
第四、五两种形式是接收一维数组的设计。
那么最后两种又为什么行呢？
参照第三节最后的二维数组与数组指针就不难理解了。
原因就是，二维数组的数组名就是首元素地址。而其实二维数组的每个元素又是一个数组。所以
我们可以用数组指针 int(*arr)[5] 或是 二级指针来接收。

五、指针参数

一级指针传参

一级指针传参相对简单，就用一个指针变量接收即可。

一级指针运用实例：

#include <stdio.h>
void print(int* p, int sz)
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d\n", *(p + i));}
}
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };int* p = arr;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//一级指针p，传给函数print(p, sz);return 0;
}

二级指针传参

同样的，二级指针传参，也只需一个二级指针即可。

例如：

#include <stdio.h>
void test(int** ptr)
{printf("num = %d\n", **ptr); 
}
int main()
{int n = 10;int*p = &n;int **pp = &p;test(pp);test(&p);return 0;
}

思考一下：

通过前面的二级指针与二维数组的关系，分析一下当函数的参数为二级指针时，可以接收什么参

数？大致有这么几种：

void test(char** p)
{}
int main()
{char c = 'b';char* pc = &c;char** ppc = &pc;char* arr[10];test(&pc);test(ppc);test(arr);//Ok?return 0;
}

六、函数指针

之前学到，&+变量名可以得到变量的地址，&+数组名可以取出数组的地址（其实是数组首元素的地址）。那么当我们第一次听到函数指针这个概念时，有没有首先想到函数也会有地址吗？怎么得到函数的地址？难道&+函数名就可以得到函数的地址吗？

其实还真是，看以下操作：

#include <stdio.h>
void test()
{printf("hehe\n");
}
int main()
{printf("%p\n", test);printf("%p\n", &test);return 0;
}

结果如下：

我们发现，不仅&+函数名可以得到函数的地址，就连函数名本身也是函数的地址。

既然得到了函数的地址，我们如何将函数的地址保存起来呢？

这就要用到函数指针了。下面我们看代码：

void test()
{printf("hehe\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址？
void (*pfun1)();
void* pfun2();

首先，能给存储地址，就要求 pfun1 或者 pfun2 是指针，那哪个是指针？
答案是：

pfun1可以存放。pfun1先和*结合，说明pfun1是指针，指针指向的是一个函数，指向的函数无参
数，返回值类型为void。

下面我们多练习如何认识函数指针：

int (*pfun3)(int a, int b);//pfun3先和*结合，说明pfun3是一个指针，指向一个函数，//函数有两个参数，参数的类型都是int，函数的返回值是int类型char* (*pfun4)(int* pa, int* (*parr)[10]);//pfun4先和*结合，说明pfun4是一个指针，指向一个函数，//函数有两个参数，参数的类型一个是int*,一个是数组指针，函数的返回值是char*类型

//函数指针
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int main()
{//pf 是一个存放函数地址的指针变量 -  函数指针int (*pf)(int, int) = &Add;//可以理解为&Add给pfint ret = (*pf)(2,3);//*pf相当于*&Add==Add(仅助于理解，这样符合语法理解而已)//其实(*pf)中的*只是一个号摆设，加多少个*都一样(*****pf)也照样可以使用函数//但是加上了*号必须要加括号（*pf）//&函数名和函数名都是函数的地址int (*pf)(int, int) = Add;//int ret = Add(2, 3);int ret = pf(2, 3);printf("%d\n", ret);return 0;
}

七、函数指针数组

首先提问，函数指针数组是一个指针还是数组？答案是是一个数组。

数组是一个存放相同类型数据的存储空间，那我们已经学习了指针数组，

比如：

int *arr[10];
//数组的每个元素是int*

那要把函数的地址存到一个数组中，那这个数组就叫函数指针数组，那函数指针的数组如何定义呢？

//首先，函数指针数组是数组parr[];//数组的每个元素是函数指针,以无参函数，且无返回值的函数为例void (*) ();//结合后void (*) () parr[];//规范的写法void (*parr[])()

再多举几个例子吧：

int (*parr1[5]) (int a,int b);char (*parr2[10]) (int* a,int* b);double (*parr3[10]) (double a.double* b);int* (*parr4[10]) (int (*pfun) (int a,int b).int* a);//....

函数指针数组有什么用途呢？

例如，我们现在要实现一个计算器，包含加减乘除四种功能。我们可以将这四种功能分别用四个函数来实现。然后将四个函数对应的函数指针保存到一个函数指针数组里。当我们运行计算器的程序时，可以根据选择不同功能的选项，来找到函数指针数组不同下标所对应的不同函数，进行运算。

#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;int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表while (input){printf("*************************\n");printf(" 1:add	      2:sub \n");printf(" 3:mul		  4:div \n");printf("*************************\n");printf("请选择：");scanf("%d", &input);if ((input <= 4 && input >= 1)){printf("输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = (*p[input])(x, y);}elseprintf("输入有误\n");printf("ret = %d\n", ret);}return 0;
}

八、指向函数指针数组的指针

首先，指向函数指针数组的指针是一个指针。

指针指向一个数组，数组的每个元素都是函数指针。那么该如何定义一个指向函数指针数组的指针呢？

#include<stdio.h>
void test(const char* str)
{printf("%s\n", str);
}
int main()
{//函数指针pfunvoid (*pfun)(const char*) = test;//函数指针的数组pfunArrvoid (*pfunArr[5])(const char* str);pfunArr[0] = test;//指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArrvoid (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;return 0;
}

如果给我们一个指向函数数组的指针，我们不会辨别怎么办？

没关系，我们逐步来分解：

//指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArrvoid (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;//首先我们看到*与ppfunArr结合//所以ppfunArr是一个指针，我们将*ppfunArr记作avoid (*a[])(const char*)//现在我们看到，a与[]先结合
//说明指针a指向的是一个数组
//接下来将a[]移除void (*) (const char*)//剩下的部分我们已经学过，是一个函数指针
//说明数组的元素类型是函数指针//总结，ppfunArr是一个指针，指向一个数组，数组的每个元素都是函数指针
//所以，ppfunArr称为指向函数指针数组的指针

九、回调函数

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个
函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数
的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进
行响应。

void menu()
{printf("*******************************\n");printf("****** 1. add   2. sub    *****\n");printf("****** 3. mul   4. div    *****\n");printf("****** 0. exit            *****\n");printf("*******************************\n");
}int Add(int x, int y)
{return x + y;
}int Sub(int x, int y)
{return x - y;
}int Mul(int x, int y)
{return x * y;
}int Div(int x, int y)
{return x / y;
}void calc(int (*pf)(int, int))
{int x = 0;int y = 0;int ret = 0;printf("请输入两个操作数:>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = pf(x, y);printf("%d\n", ret);
}int main()
{int input = 0;do {menu();printf("请选择:>");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:calc(Add);break;case 2:calc(Sub);break;case 3:calc(Mul);break;case 4:calc(Div);break;case 0:printf("退出计算器\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}} while (input);return 0;
}