C语言：指针(2)

一.数组名

在了解数组名前我们先看一段代码

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

int *p = &arr[0];

根据我们上一篇学习的知识，我们知道&arr[0]是数组第一个元素的地址，这时我们再看另一段代码的运行结果。

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

我们发现&arr[0]和arr的地址是相同的，这是因为数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址。

既然数组名是数组首元素(第一个元素)的地址那么我们再看这段代码。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf("%d\n", sizeof(arr));return 0;
}

正常来说既然是首元素的地址，我们打印出来应该是4才对，但为什么却是是40呢？这是因为arr有两例外。

sizeof(数组名)，sizeof中单独放数组名，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节
&数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址（整个数组的地址和数组首元素的地址是有区别的）

这时，我们还要看一段代码。

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

我们发现arr和&arr的地址依然是一样的，那么他们的区别是什么呢。

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

根据这段代码我们可以看到&arr[0]+1和arr+1跳过了4个字节，但&arr+1跳过了40个字节。这是因为&arr是数组的地址，+1 操作是跳过整个数组的。

二.一维数组传参的本质

在之前的学习中我们知道数组是可以传递给函数的，那么我们来看一下这段代码。

#include <stdio.h>
void test(int arr[])//或者void test(int* arr)
{int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz2 = %d\n", sz2);
}
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sz1 = %d\n", sz1);test(arr);return 0;
}

我们发现这段代码是要在main()和test()函数中求数组元素的个数，正常来说个数应该为10，那么我们先来看一下结果。

我们发现在test()函数中我们算出的个数是1，而不是10 ，与我们想的并不一样，这是因为数组名是数组首元素的地址，在数组传参的时候，传递的是数组名，也就是说本质上数组传参传递的是数组首元素的地址。

所以在test()函数中sizeof(arr)=4.

结论：

数组传参传递的就是首元素地址

1.函数形参部分不会真实创建数组，那么就不需要数组大小。

2.函数形参部分应使用指针变量来接收 int* p

一维数组传参时

形参可以写为数组的方式，方便理解，方便使用。

形参也可以写成指针变量的方式--本质

三.使用指针访问数组

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* p = arr;for (i = 0; i < sz; i++){scanf("%d", p + i);}for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(p + i));}return 0;

一这段代码为例，我们先将数组首元素地址赋给指针变量p，再让p+i进行跳过，并进行赋值，最后在进行解引用达到输出的目的。

四. 冒泡排序

冒泡排序的核心思想就是：两两相邻的元素进行比较。

以从小到大排序为例，第一轮比较后，所有数中最大的那个数就会浮到最右边；第二轮比较后，所有数中第二大的那个数就会浮到倒数第二个位置……就这样一轮一轮地比较，最后实现从小到大排序。

#include<stdio.h>
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{int i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){int j = 0;for (j = 0; j < sz - i - 1; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}
}
int main()
{int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

五.二级指针

本质：用来存放指针变量的地址。

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10;int* p = &a;//一级指针int** pa = &p;//二级指针return 0;
}

二级指针的解引用

**pa通过*pa找到p,在对p进行解引用*p找到a.

六.指针数组

我们知道int arr[]是用来存放整形的数组，char arr[]是用来存放字符的数组，那么指针数组就是用来存放指针(地址)的数组。

表达形式为

int* arr[]

指针数组模拟⼆维数组

#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 };//数组名是数组⾸元素的地址，类型是int*的，就可以存放在parr数组中int* parr[3] = { arr1, arr2, arr3 };int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 5; j++){printf("%d ", parr[i][j]);}printf("\n");}return 0;
}

七.字符指针变量

在指针的类型中我们知道有⼀种指针类型为字符指针 char*

如果我们将字符串赋给指针变量就会形成字符指针变量

const char* pstr = "hello bit."

char arr[]="hello bit."

在我们将字符串赋给数组时arr数组是连续的空间，并且数组是可以改变的 .

char* p="hello bit."

在我们将字符串赋给字符指针变量时，字符串是常量字符串，常量字符串也是一段连续的空间，但常量字符串是常量，不能修改。

所以我们会在字符指针变量前用const修饰。

我们来看段代码

#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;
}

我们发现字符串str1和str2不等，str3和str4相等，这是因为str1和str2判断的是字符串首元素地址，但str1数组和str2数组，虽然内容相同但会开辟不同的空间，导致两者地址并不相同，所以str1！=str2，但字符指针变量由于字符串是常量字符串，并不能修改，所以计算机为了节省空间只会存在一个字符串，所以str3和str4的首地址相同，既str3==str4。

八.数组指针变量

整形指针变量：int * p存放的是整形变量的地址，能够指向整形数据的指针。

字符指针变量：char* p存放的是字符形变量的地址，能够指向字符形数据的指针。

那数组指针变量应该是：存放的应该是数组的地址，能够指向数组的指针变量。

形式

int (*p)[]=&arr

类型解析

int(*p)[10] = &arr;
| | |
| | |
| | p指向数组的元素个数
| p是数组指针变量名
p指向的数组的元素类型

本质：存放数组指针(地址)的变量

九.二维数组传参的本质

之前，当我们把一个二维数组传递给函数时我们会写成

void test(int a[3][5], int r, int c)

现在我们学习了指针，那么我们该如何用指针来传递二维数组呢？

首先我们知道二维数组其实可以看做是每个元素是一维数组的数组，也就是二维数组的每个元素是一个一维数组。那么二维数组的首元素就是第一行，是个一维数组。而我们又知道数组传参传递的是数组首元素的地址。

那就意味着二维数组传参本质上也是传递了地址，传递的是第一行这个一维数组的地址。

一维数组的类型是 int []

数组指针类型就是 int(*)[]

二维数组解引用

假设我们将第一行一维数组的地址的变量名称为p，那么我们p+i，就是查找第几行的一维数组，

*(p+i)就是一维数组的值，*(p+i)+j就是打印一维数组中的元素，如果我们这时让*(*(p+i)+j)就是打印二维数组的元素方法了。

举例

#include <stdio.h>
void test(int(*p)[5], int r, int c)
{int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < r; i++){for (j = 0; j < c; j++){printf("%d ", *(*(p + i) + j));}printf("\n");}
}
int main()
{int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5}, {2,3,4,5,6},{3,4,5,6,7} };test(arr, 3, 5);return 0;
}

十.函数指针变量

1.函数地址

通过前面的学习我们知道数组指针变量是用来存放数组地址的，那么函数指针变量应该是用来存放函数地址的，并通过地址能够调用函数的。既然数组名是数组的地址那么函数名就是函数的地址，当然也可以通过&函数名的方式获得函数的地址。

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

既然得到了地址，我们就需要将其存放起来，这时我们就需要创建函数指针变量了。

形式

返回int类型，参数为int型的函数指针变量

int (*)(int int)

类型解析

int (*pf3) (int x, int y)
| | |
| | |
| | | pf3指向函数的参数类型和个数的交代
| 函数指针变量名
pf3指向函数的返回类型

2. 函数指针变量的使用

我们将调用的函数赋给函数指针,在使用时*可以不写

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}
int main()
{int(*pf3)(int, int) = Add;printf("%d\n", (*pf3)(2, 3));printf("%d\n", pf3(3, 5));return 0;
}

3. typedef 关键字

我们在写代码的时候可能会多次重复使用同一个类型，这样写起来十分的麻烦，这时我们就可以用

typedef来解决这种问题。

typedef 是用来类型重命名的，可以将复杂的类型，简单化。

#include <stdio.h>
//创建的类型要放在*旁边
typedef unsigned int uint;
typedef int* prt_t;
typedef int(*prt_s)[10];
typedef int(*prt_f)(int,int);
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}
int main()
{unsigned int a;uint n;uint m;int* a;prt_t b, n, m;//可以多次创建int arr[10];int(*p)[10]=&arr;prt_s s = &arr;int (*pa)(int, int) = Add;prt_f m = Add;return 0;
}

十一.函数指针数组

我们在之前学习过整形指针数组，就是把整形地址放到数组里，字符指针数组，就是把字符地址放到数组里，那么，函数指针数组，就是把函数地址放到数组里。

形式

我们可以解释函数指针变量的形式来写出

函数指针变量 int (*)(int ,int)

我们这会想要创建的是数组，那么只要我们把指针的变量名设置为数组就可以了

举例

int (*pa[5])(int,int)={};

举例制作计算器

#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;do{printf("*************************\n");printf("******* 1:add 2:sub******\n");printf("******* 3:mul 4:div******\n");printf("******* 0:exit     ******\n");printf("*************************\n");printf("请选择：");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:printf("输⼊操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = add(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 2:printf("输⼊操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = sub(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 3:printf("输⼊操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = mul(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 4:printf("输⼊操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = div(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 0:printf("退出程序\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}} while (input);return 0;
}

我们发现上面的代码在输入数字和打印方面会有许多相似的代码，十分冗余，这时我们就可以用我们的函数指针数组来优化它。

#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 = 0;int ret = 0;int (*pa[5])(int, int) = { 0,add,sub,mul,div };do{printf("*************************\n");printf("******* 1:add 2:sub******\n");printf("******* 3:mul 4:div******\n");printf("******* 0:exit     ******\n");printf("*************************\n");printf("请选择：");scanf("%d", &input);if (input >= 1 && input <= 4){printf("请输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = (*pa[input])( x, y);printf("%d\n", ret);}else if (input == 0){printf("退出计算器\n");}else{printf("输入错误，请重新输入\n");}} while (input);return 0;
}

十二 .回调函数

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。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，被调用的函数就是回调函数。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。

简单来说就是我们创建一个函数1，函数2，然后在主函数里将函数1的地址传递到函数2，在函数2里我们用函数指针类型来接收函数1的地址，然后在调用这个指针所指向的函数既arr1.这样就说被调用的函数(arr1)就是回调函数。

#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}
void vol(int (*p)(int , int ))
{int x = 0;int y = 0;scanf("%d %d", &x, &y);int ret = p( x,y);printf("%d ", ret);
}
int main()
{vol(Add);
}

将Add传到函数指针变量p里，再通过p(x,y)调用Add函数.