抽絲剝繭C語言（高階）指針的進階

1. 字符指針

在指針的類型中我們知道有一種指針類型為字符指針 char*
一般使用:

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

還有一種使用方式如下：

int main()
{
    
	const char* pstr = "hello baiye.";//這裏是把一個字符串放到pstr指針變量裏了嗎？
	printf("%s\n", pstr);
	return 0;
}

代碼 const char* pstr = “hello baiye.”;
特別容易讓我們以為是把字符串 hello bit 放到字符指針 pstr 裏了，但是/本質是把字符串 hello baiye. 首字符的地址放到了pstr中。
上面代碼的意思是把一個常量字符串的首字符 h 的地址存放到指針變量 pstr 中。

2. 指針數組

之前我們介紹過了，這裏就不多說了。

int* arr1[10]; //整形指針的數組
char *arr2[4]; //一級字符指針的數組
char **arr3[5];//二級字符指針的數組

3. 數組指針

3.1 數組指針的定義

數組指針是指針？還是數組？
答案是：指針。
我們已經熟悉：
整形指針： int * pint; 能够指向整形數據的指針。
浮點型指針： float * pf; 能够指向浮點型數據的指針。
那數組指針應該是：能够指向數組的指針。
下面代碼哪個是數組指針？

int *p1[10];
int (*p2)[10];
//p1, p2分別是什麼？

P1：是指針數組。
P2：
//解釋：p先和*結合，說明p是一個指針變量，然後指著指向的是一個大小為10個整型的數組。所以p是一個指針，指向一個數組，叫數組指針。
//這裏要注意：[ ]的優先級要高於*號的，所以必須加上（）來保證p先和*結合。

3.2 &數組名VS數組名

我們來看一段代碼：

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

arr 和 &arr 分別是啥？
我們知道arr是數組名，數組名錶示數組首元素的地址。
那&arr數組名到底是啥？
我們先來運行一下看看結果：

可見數組名和&數組名打印的地址是一樣的。
難道兩個是一樣的嗎？
我們再看一段代碼：

#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;
}

運行結果：

根據上面的代碼我們發現，其實&arr和arr，雖然值是一樣的，但是意義應該不一樣的。
實際上： &arr 錶示的是數組的地址，而不是數組首元素的地址。（細細體會一下）
本例中 &arr 的類型是： int(*)[10] ，是一種數組指針類型
數組的地址+1，跳過整個數組的大小，所以 &arr+1 相對於 &arr 的差值是40.

3.3 數組指針的使用

那數組指針是怎麼使用的呢？
既然數組指針指向的是數組，那數組指針中存放的應該是數組的地址。
看代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    
	int arr[10] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
	int(*p)[10] = &arr;//把數組arr的地址賦值給數組指針變量p
	//但是我們一般很少這樣寫代碼
	return 0;
}

一個數組指針的使用：

#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 };
	print_arr1(arr, 3, 5);
	//數組名arr，錶示首元素的地址
	//但是二維數組的首元素是二維數組的第一行
	//所以這裏傳遞的arr，其實相當於第一行的地址，是一維數組的地址
	//可以數組指針來接收
	print_arr2(arr, 3, 5);
	return 0;
}

讓我們來看一下運行結果：

那麼，這段代碼是什麼意思呢？

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

首先parr3和[10]結合，這說明是一個數組，此時數組還缺少一個類型，那麼剩下的int（*）[5]就是類型，總的來講parr3是存放數組指針的數組。

4. 數組參數、指針參數

在寫代碼的時候難免要把【數組】或者【指針】傳給函數，那函數的參數該如何設計呢？

4.1 一維數組傳參

#include <stdio.h>
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?
{
    }
int main()
{
    
	int arr[10] = {
     0 };
	int* arr2[20] = {
     0 };
	test(arr);
	test2(arr2);
}

上面這些是都對的。
第一個是數組的寫法，第二個[]裏面的數字可有可無。
第三個是地址，之前說過數組名是首元素的地址，也是一個類型，所以可以。
第四個也是形參與實參相同。
第五個用二級指針接受是可以的，因為實參是指針數組，數組名是首元素的地址，而元素都是指針，我們也知道二級指針是存放一級指針的地址的，所以他們是一個類型。

4.2 二維數組傳參

void test(int arr[3][5])//ok？
{
    }
void test(int arr[][])//ok？
{
    }
void test(int arr[][5])//ok？
{
    }
//總結：二維數組傳參，函數形參的設計只能省略第一個[]的數字。
//因為對一個二維數組，可以不知道有多少行，但是必須知道一行多少元素。
//這樣才方便運算。
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);
}

第一個可以，因為傳過去的是二維數組，用二維數組接受，所以可以。
第二個不行，因為二維數組能省略行，不能省略列。
第三個可以。
第四個不行，因為arr是代錶二維數組的首元素地址，也代錶是數組的第一行，也就是一維數組，所以不能用一個整型指針來接收。
第五個也不行，因為這是一個指針數組，不是一個類型。
第六個可以，因為是用一個數組指針來接收一維數組。
第七個不行，一維數組的地址不可能放進二級指針裏。

4.3 一級指針傳參

#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]);
	//一級指針p，傳給函數
	print(p, sz);
	return 0;
}

運行結果：

4.4 二級指針傳參

#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; }

運行結果是：

5. 函數指針

那麼，函數也一定有地址，也有相應的指針來接收函數的地址。
首先看一段代碼：

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

代碼運行結果：

輸出的是兩個地址，這兩個地址是 test 函數的地址。
也就說明函數名就是函數的地址。
那我們的函數的地址要想保存起來，怎麼保存？
下面我們看代碼：

void test()
{
    
	printf("hehe\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪個有能力存放test函數的地址？
void (*pfun1)();
void* pfun2();

首先，能給存儲地址，就要求pfun1或者pfun2是指針，那哪個是指針？
答案是：
pfun1可以存放。pfun1先和*結合，說明pfun1是指針，指針指向的是一個函數，指向的函數無參
數，返回值類型為void。

6. 函數指針數組

數組是一個存放相同類型數據的存儲空間，那我們已經學習了指針數組，
比如：

int *arr[10];
//數組的每個元素是int*

那要把函數的地址存到一個數組中，那這個數組就叫函數指針數組，那函數指針的數組如何定義呢？

int (*parr1[10])();
int *parr2[10]();
int (*)() parr3[10];

答案是：parr1
parr1 先和 [] 結合，說明 parr1是數組，數組的內容是什麼呢？
是 int (*)() 類型的函數指針。
至於函數指針的用途：
寫一個計算器

#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 }; //轉移錶
	while (input)
	{
    
		printf("*************************\n");
		printf(" 1:add2:sub \n");
		printf(" 3:mul4:div \n");
		printf("*************************\n");
		printf("請選擇：");
		scanf("%d", &input);
		if ((input <= 4 && input >= 1))
		{
    
			printf("輸入操作數：");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = (*p[input])(x, y);
		}
		else
			printf("輸入有誤\n");
		printf("ret = %d\n", ret);
	}
	return 0;
}

這裏我們看到，選擇運算法後，也就等於選擇到了數組裏面的函數指針，直接就到了上面的運算函數中。
這樣比較方便。

7. 指向函數指針數組的指針

指向函數指針數組的指針是一個指針，
指針指向一個 數組 ，數組的元素都是函數指針 ;
如何定義？

#include <stdio.h>
void test(const char* str) 
{
    
	printf("%s\n", str);
}
int main()
{
    
	//函數指針pfun
	void (*pfun)(const char*) = test;
	//函數指針的數組pfunArr
	void (*pfunArr[5])(const char* str);
	pfunArr[0] = test;
	//指向函數指針數組pfunArr的指針ppfunArr
	void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
	return 0;
}

哈哈，這就是套娃

8. 回調函數

回調函數就是一個通過函數指針調用的函數。如果你把函數的指針（地址）作為參數傳遞給另一個
函數，當這個指針被用來調用其所指向的函數時，我們就說這是回調函數。回調函數不是由該函數
的實現方直接調用，而是在特定的事件或條件發生時由另外的一方調用的，用於對該事件或條件進
行響應。

首先演示一下qsort（點擊這裏可詳細查看qsort函數）函數的使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//qosrt函數的使用者得實現一個比較函數
int int_cmp(const void* p1, const void* p2) 
{
    
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
int main()
{
    
	int arr[] = {
     1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
	int i = 0;

	qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(int), int_cmp);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
    
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

代碼的運行結果：

這裏我們可以用冒泡排序和回調函數模擬實現qsort函數。
下面的void*是沒有具體類型的指針，作用是可以接收任何類型的指針，也可以賦給任何類型的指針。

#include <stdio.h>
int int_cmp(const void* p1, const void* p2) 
{
    
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
void _swap(void* p1, void* p2, int size) 
{
    
	int i = 0;
	for (i = 0; i < size; i++)
	{
    
		char tmp = *((char*)p1 + i);
		*((char*)p1 + i) = *((char*)p2 + i);//用char類型的指針因為長度為1個字節，無論我們要int類型還是ling類型都是一個字節一個字節相加的。
		*((char*)p2 + i) = tmp;
	}
}
void bubble(void* base, int count, int size, int(*cmp)(void*, void*))//這裏就用了回調函數。
{
    
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < count - 1; i++)
	{
    
		for (j = 0; j < count - i - 1; j++)
		{
    
			if (cmp((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size) > 0)
			{
    
				_swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size, size);
			}
		}
	}
}
int main()
{
    
	int arr[] = {
     1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
	int i = 0;
	bubble(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(int), int_cmp);
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
    
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

代碼的運行結果如下：

結束語

這裏我們C語言的指針就結束了，因為之前有一篇指針的基礎章，所以本章的字數偏少。
請大佬們指點錯誤和不足，如果覺得文章不錯請家人們點個贊吧！！！