指针及数组深度解析

指针

1.指针是什么&＃xff1f;
  在计算机科学中&＃xff0c;指针(Pointer)是编程语言中的一个对象&＃xff0c;利用地址&＃xff0c;它的值直接指向(points to)存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元&＃xff0c;可以说&＃xff0c;地址指向该变量单元。因此&＃xff0c;将地址形象化的称为”指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。
  如图所示&＃xff1a;

对应代码&＃xff1a;

#include
int main()
{int a &＃61; 10; //在内存中开辟一块空间int *p &＃61; &a; //取出变量a的地址并将其存放在p变量中&＃xff0c;p就是一个指针变量return0;
}

2.指针内存布局&＃xff1a;

int *p;

3.指针表达式&＃xff1a;

char ch &＃61; &＃39;a&＃39;;
char *cp &＃61; &ch;

  初始化如下&＃xff1a;

  图中还显示了ch后面的那个内存位置&＃xff0c;因为我们所求值得有些表达式将访问它&＃xff08;尽管是在错误情况下才会对它进行访问&＃xff09;。由于我们并不知道它的初始值&＃xff0c;所以用一个问号来替代。
  上面代码牵扯到左值和右值问题&＃xff0c;那什么时候做左值&＃xff0c;什么时候做右值呢&＃xff1f;
  同一变量做左值和做右值有所不同&＃xff1a;
  ①做左值&＃xff0c;变量名对应的是存储空间
  ②做右值&＃xff0c;变量名表示该变量对应的内容
原生类型既可以做左值又可做右值。
下面有几个例子在上面代码基础上具体分析左值右值问题&＃xff1a;

&ch; //地址变量&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;但可做右值
cp; //是变量&＃xff0c;可做左值&＃xff0c;也可做右值
&cp; //地址变量&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;但可做右值
*cp&＃43;1; //表达式结果是常量&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;但可做右值
*(cp&＃43;1); //表示ch之后的一块空间&＃xff0c;可做左值&＃xff0c;也可做右值
&＃43;&＃43;cp; //前置&＃43;&＃43;&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;可做右值
cp&＃43;&＃43;; //后置&＃43;&＃43;&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;可做右值
*&＃43;&＃43;cp; //ch的下一块空间&＃xff0c;可做左值&＃xff0c;也可做右值
*cp&＃43;&＃43;; //可做左值&＃xff0c;也可做右值
&＃43;&＃43;*cp; //*cp的前置&＃43;&＃43;&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;可做右值
(*cp)&＃43;&＃43;; //*cp的后置&＃43;&＃43;&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;可做右值
&＃43;&＃43;*&＃43;&＃43;cp; //对ch的下一块空间的内容前置&＃43;&＃43;&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;可做右值
&＃43;&＃43;*cp&＃43;&＃43; //对ch的的内容前置&＃43;&＃43;&＃xff0c;同时对cp后置&＃43;&＃43;&＃xff0c;不可做左值&＃xff0c;可做右值

数组

1.数组是什么&＃xff1f;
  所谓数组&＃xff0c;是无序的元素序列。 若将有限个类型相同的变量的集合命名&＃xff0c;那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量&＃xff0c;也称为数组的元素&＃xff0c;有时也称为下标变量。用于区分数组的各个元素的数字编号称为下标。数组是在程序设计中&＃xff0c;为了处理方便&＃xff0c; 把具有相同类型的若干元素按无序的形式组织起来的一种形式。 这些无序排列的同类数据元素的集合称为数组。

2.数组内存布局&＃xff1a;

int a[5];

  如上图所示&＃xff0c;当我们定义一个数组a时&＃xff0c;编译器根据指定的元素个数和元素类型分配确定大小&＃xff08;元素类型大小*元素个数&＃xff09;的一块内存&＃xff0c;并将这块内存的名字命名为a。名字a一旦与这块内存匹配就不能改变。a[0],a[1]为这块内存中的元素&＃xff0c;但并非元素的名字。数组的每一个元素都是没有名字的。

指针数组

  首先&＃xff0c;我们要明白数组就是数组&＃xff0c;指针就是指针&＃xff0c;它们之间没有关系。
  在C语言和C&＃43;&＃43;语言中&＃xff0c;数组元素全为指针的数组称为指针数组。一维指针数组的定义形式为:”类型名 *数组标识符[数组长度]”。
例如&＃xff0c;一个一维指针数组的定义:

int *p1[10];

数组指针

  我们已经熟悉&＃xff1a;
  整型指针&＃xff1a;int *p;能够指向整型数据的指针。
  浮点型指针&＃xff1a;float *p;能够指向浮点型型数据的指针。
  字符型指针&＃xff1a;char *p;能够指向字符型型数据的指针。
  。。。
  数组指针&＃xff0c;指的是数组名的指针&＃xff0c;即数组首元素地址的指针。即是指向数组的指针。例:

int (*p2)[10];

p即为指向数组的指针&＃xff0c;又称数组指针。

指针与数组的定义、声明

  指针与数组的定义与声明存在两大误区&＃xff1a;
1.定义为数组&＃xff0c;声明为指针

//文件1中定义
char a[]&＃61;"abcdefg";
//文件2中声明
extern char *a;

  定义数组内存分配图&＃xff1a;

  声明为指针内存分配图&＃xff1a;

  由此可见&＃xff0c;这样做是错误的。

2.定义为指针&＃xff0c;声明为数组

//文件1中定义
char *p&＃61;"abcdefg";
//文件2中声明
extern char p[];

  声明为数组时内存分配图&＃xff1a;

  由此可见&＃xff0c;这样做也是错误的。

指针与数组对比

指针传参&＃xff1a;&＃xff08;形成临时变量&＃xff0c;4字节&＃xff09;

  凡是在函数内部使用参数、指针&＃xff0c;是想在函数外部使用&＃xff0c;即在函数内部操纵函数之外的一些数据。

数组传参&＃xff1a;

  1.发生降维&＃xff0c;降维成指针
  2.将数组看成线性一维数组
  3.数组传参降维成指向其内部元素的指针

函数指针

  函数指针是指向函数的指针变量。 因而”函数指针”本身首先应是指针变量&＃xff0c;只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样&＃xff0c;这里是指向函数。如前所述&＃xff0c;C在编译时&＃xff0c;每一个函数都有一个入口地址&＃xff0c;该入口地址就是函数指针所指向的地址。有了指向函数的指针变量后&＃xff0c;可用该指针变量调用函数&＃xff0c;就如同用指针变量可引用其他类型变量一样&＃xff0c;在这些概念上是大体一致的。函数指针有两个用途:调用函数和做函数的参数。
通过下面一个例子&＃xff0c;基本可以理解函数指针的使用&＃xff1a;

(*(void (*)())0)();

  分析如下&＃xff1a;
  第一步&＃xff1a;void(*)()&＃xff0c;可以明白这是一个函数指针类型。这个函数没有参数&＃xff0c;没有返回值。
  第二步&＃xff1a;(void (*)())0&＃xff0c;这是将0强制转换为函数指针类型&＃xff0c;0是一个地址&＃xff0c;也就是说一个函数存在首地址为0的一段区域内。
  第三步&＃xff1a;(* (void ( * )())0)&＃xff0c;这是取0地址开始的一段内存里的内容&＃xff0c;其内容就是保存在首地址为0的一段区域内的函数。
  第三步&＃xff1a;(* (void ( * )())0)()&＃xff0c;这是函数的调用。

函数指针数组、函数指针数组的指针

1.函数指针数组&＃xff1a;
  函数指针数组是一个其元素是函数指针的数组。那么也就是说&＃xff0c;此数据结构是是一个数组&＃xff0c;且其元素是一个指向函数入口地址的指针。
  根据分析&＃xff1a;首先说明是一个数组&＃xff1a;数组名[]
  其次&＃xff0c;要说明其元素的数据类型指针:*数组名[]
  再 次&＃xff0c;要明确这每一个数组元素是指向函数入口地址的指针&＃xff1a;函数返回值类型 (* 数组名[])()。请注意&＃xff0c;这里为什么要把“* 数组名[]”用括号扩起来呢&＃xff1f;因为圆括号和数组说明符的优先级是等同的&＃xff0c;如果不用圆括号把指针数组说明 表达式扩起来&＃xff0c;根据圆括号和方括号的结合方向&＃xff0c;那么 *数组名 说明的是什么呢&＃xff1f;是元素返回值类型为指针的函数数组。有这样的函数数祖吗&＃xff1f;不知道。所以必须括起来&＃xff0c;以保证数组的每一个元素是指针。
函数指针数组的实现&＃xff1a;

//利用函数指针数组实现简易计算器#include
#include int Add(int x, int y) //加
{return x &＃43; y;
}
int Sub(int x, int y) //减
{return x - y;
}
int Mul(int x, int y) //乘
{return x*y;
}
int Div(int x, int y) //除
{if (y &＃61;&＃61; 0){printf("除数为零&＃xff0c;出现错误!\n");}else{return x / y;}
}
int main()
{int x, y;int input &＃61; 1;int ret &＃61; 0;int(*p[5])(int x, int y) &＃61; { 0, Add, Sub, Mul, Div }; //转移表const char *op &＃61; " &＃43;-*/";while (input){printf("*****************************************\n");printf("********1.Add***************2.Sub********\n");printf("********3.Mul***************4.Div********\n");printf("****************************0.quit*******\n");printf("*****************************************\n");printf("请选择&＃xff1a;");scanf("%d", &input);if (input >&＃61; 1 && input <&＃61; 4){printf("请输入操作数&＃xff1a;");scanf("%d %d", &x, &y);ret &＃61; (*p[input])(x, y);}else if (input &＃61;&＃61; 0){printf("quit!\n");break;}else{printf("输入参数错误&＃xff01;\n");continue;}printf("result:%d %c %d &＃61; %d\n", x, op[input], y, ret);}system("pause");return 0;
}

2.函数指针数组的指针&＃xff1a;
  指向函数指针数组的指针是一个指针
  指针指向一个数组&＃xff0c;数组的元素都是函数指针

#include void test(const char* str)
{printf("%s\n", str);
}
int main()
{//函数指针pfunvoid (*pfun)(const char*) &＃61; test;//函数指针数组pfunArrvoid (*pfunArr[5])(const char* str);pfunArr[0] &＃61; test;//指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArrvoid(*(*ppfunArr)[10])(const char*) &＃61; &pfunArr;system("pause");return 0;
}

  以上是我对数组及指针的一些理解&＃xff0c;相关例题深度解析请看下篇&＃xff01;

  未完待续。。。