抽丝剥茧C语言（高阶）指针的进阶

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 baiye.";//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 baiye.”;
特别容易让我们以为是把字符串 hello bit 放到字符指针 pstr 里了，但是/本质是把字符串 hello baiye. 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 的地址存放到指针变量 pstr 中。

2. 指针数组

之前我们介绍过了，这里就不多说了。

int* arr1[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

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： 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。
下面代码哪个是数组指针？

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

P1：是指针数组。
P2：
//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。

3.2 &数组名VS数组名

我们来看一段代码：

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

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？
我们先来运行一下看看结果：

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;
}

运行结果：

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.

3.3 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;
}

一个数组指针的使用：

#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);
	//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
	print_arr2(arr, 3, 5);
	return 0;
}

让我们来看一下运行结果：

那么，这段代码是什么意思呢？

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

首先parr3和[10]结合，这说明是一个数组，此时数组还缺少一个类型，那么剩下的int（*）[5]就是类型，总的来讲parr3是存放数组指针的数组。

4. 数组参数、指针参数

在写代码的时候难免要把【数组】或者【指针】传给函数，那函数的参数该如何设计呢？

4.1 一维数组传参

#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);
}

上面这些是都对的。
第一个是数组的写法，第二个[]里面的数字可有可无。
第三个是地址，之前说过数组名是首元素的地址，也是一个类型，所以可以。
第四个也是形参与实参相同。
第五个用二级指针接受是可以的，因为实参是指针数组，数组名是首元素的地址，而元素都是指针，我们也知道二级指针是存放一级指针的地址的，所以他们是一个类型。

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？
{
    }
//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。
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);
}

第一个可以，因为传过去的是二维数组，用二维数组接受，所以可以。
第二个不行，因为二维数组能省略行，不能省略列。
第三个可以。
第四个不行，因为arr是代表二维数组的首元素地址，也代表是数组的第一行，也就是一维数组，所以不能用一个整型指针来接收。
第五个也不行，因为这是一个指针数组，不是一个类型。
第六个可以，因为是用一个数组指针来接收一维数组。
第七个不行，一维数组的地址不可能放进二级指针里。

4.3 一级指针传参

#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;
}

运行结果：

4.4 二级指针传参

#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; }

运行结果是：

5. 函数指针

那么，函数也一定有地址，也有相应的指针来接收函数的地址。
首先看一段代码：

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

代码运行结果：

输出的是两个地址，这两个地址是 test 函数的地址。
也就说明函数名就是函数的地址。
那我们的函数的地址要想保存起来，怎么保存？
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。

6. 函数指针数组

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？

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

答案是：parr1
parr1 先和 [] 结合，说明 parr1是数组，数组的内容是什么呢？
是 int (*)() 类型的函数指针。
至于函数指针的用途：
写一个计算器

#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 }; //转移表
	while (input)
	{
    
		printf("*************************\n");
		printf(" 1:add2:sub \n");
		printf(" 3:mul4: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);
		}
		else
			printf("输入有误\n");
		printf("ret = %d\n", ret);
	}
	return 0;
}

这里我们看到，选择运算法后，也就等于选择到了数组里面的函数指针，直接就到了上面的运算函数中。
这样比较方便。

7. 指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针是一个指针，
指针指向一个 数组 ，数组的元素都是函数指针 ;
如何定义？

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

哈哈，这就是套娃

8. 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。

首先演示一下qsort（点击这里可详细查看qsort函数）函数的使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//qosrt函数的使用者得实现一个比较函数
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;
}

代码的运行结果：

这里我们可以用冒泡排序和回调函数模拟实现qsort函数。
下面的void*是没有具体类型的指针，作用是可以接收任何类型的指针，也可以赋给任何类型的指针。

#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类型的指针因为长度为1个字节，无论我们要int类型还是ling类型都是一个字节一个字节相加的。
		*((char*)p2 + i) = tmp;
	}
}
void bubble(void* base, int count, int size, int(*cmp)(void*, void*))//这里就用了回调函数。
{
    
	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;
}

代码的运行结果如下：

结束语

这里我们C语言的指针就结束了，因为之前有一篇指针的基础章，所以本章的字数偏少。
请大佬们指点错误和不足，如果觉得文章不错请家人们点个赞吧！！！