C語言之指標 陣列和函式

2021-06-22 07:44:52 字數 3563 閱讀 9413

基本解釋

1、指標的本質是乙個與位址相關的復合型別,它的值是資料存放的位置(位址);陣列的本質則是一系列的變數。

2、陣列名對應著(而不是指向)一塊記憶體,其位址與容量在生命期內保持不變,只有陣列的內容可以改變。指標可以隨時指向任意型別的記憶體塊,它的特徵是「可變」,所以我們常用指標來操作動態記憶體。

3、當陣列作為函式的引數進行傳遞時,該陣列自動退化為同型別的指標。 

問題:指標與陣列

聽說char a與char *a是一致的,是不是這樣呢?

答案與分析:

指標和陣列存在著一些本質的區別。當然,在某種情況下,比如陣列作為函式的引數進行傳遞時,由於該陣列自動退化為同型別的指標,所以在函式內部,作為函式引數傳遞進來的指標與陣列確實具有一定的一致性,但這只是一種比較特殊的情況而已,在本質上,兩者是有區別的。請看以下的例子:

char a = "hi, pig!";

char *p = "hi, pig!";

上述兩個變數的記憶體布局分別如下:

陣列a需要在記憶體中占用8個位元組的空間,這段記憶體區通過名字a來標誌。指標p則需要4個位元組的空間來存放位址,這4個位元組用名字p來標誌。其中存放的位址幾乎可以指向任何地方,也可以**都不指,即空指標。目前這個p指向某地連續的8個位元組,即字串「hi, pig!」。

另外,例如:對於a[2]和p[2],二者都返回字元『i』,但是編譯器產生的執行**卻不一樣。對於a[2],執行**是從a的位置開始,向後移動2兩個位元組,然後取出其中的字元。對於p[2],執行**是從p的位置取出乙個位址,在其上加2,然後取出對應記憶體中的字元。

問題:陣列指標

為什麼在有些時候我們需要定義指向陣列而不是指向陣列元素的指標?如何定義?

答案與分析:

使用指標,目的是用來儲存某個元素的位址,從而來利用指標獨有的優點,那麼在元素需要是陣列的情況下,就理所當然要用到指向陣列的指標,比如在高維需要動態生成情況下的多維陣列。

定義例子如下: int (*pelement)[2]。

下面是乙個例子: 

int array[2][3] = ,};

int (*pa)[3]; //定義乙個指向陣列的指標 

pa = &array[0]; // '&'符號能夠體現pa的含義,表示是指向陣列的指標

printf ("%d", (*pa)[0]); //將列印array[0][0],即1 

pa++; // 猜一猜,它指向誰?array[1]?對了!

printf ("%d", (*pa)[0]); // 將列印array[1][0],即4

上述這個例子充分說明了陣列指標—一種指向整個陣列的指標的定義和使用。

需要說明的是,按照我們在第四篇討論過的,指標的步進是參照其所指物件的大小的,因此,pa++將整個向後移動乙個陣列的尺寸,而不是僅僅向後移動乙個陣列元素的尺寸。

問題:指標陣列

有如下定義:

struct ut_test_struct *pto[2][max_num];

請分析這個定義的意義,並嘗試說明這樣的定義可能有哪些好處?

答案與分析:

前面我們談了陣列指標,現在又提到了指標陣列,兩者形式很相似,那麼,如何區分兩者的定義呢?分析如下:

陣列指標是:指向陣列的指標,比如 int (*pa)[5]。

指標陣列是:指標構成的陣列,比如int *pa[5]。

至於上述指標陣列的好處,大致有如下兩個很普遍的原因:

a)、各個指標內容可以按需要動態生成,避免了空間浪費。

b)、各個指標呈陣列形式排列,索引起來非常方便。

在實際程式設計中,選擇使用指標陣列大多都是想要獲得如上兩個好處。 

問題:指向指標的指標

在做乙個文字處理程式的時候,有這樣乙個問題:什麼樣的資料結構適合於按行儲存文字?

答案與分析:

首先,我們來分析文字的特點,文字的主要特徵是具有很強的動態性,一行文字的字元個數或多或少不確定,整個文字所擁有的文字行數也是不確定的。這樣的特徵決定了用固定的二維陣列存放文字行必然限制多多,缺乏靈活性。這種場合,使用指向指標的指標有很大的優越性。

現實中我們嘗試用動態二維陣列(本質就是指向指標的指標)來解決此問題:

圖示是乙個指標陣列。所謂動態性指橫向(對應每行文字的字元個數)和縱向(對應整個文字的行數)兩個方向都可以變化。

就橫向而言,因為指標的靈活性,它可以指向隨意大小的字元陣列,實現了橫向動態性。

就豎向而言,可以動態生成及擴充套件需要的指標陣列的大小。

下面的**演示了這種動態陣列的用途:

// 用於從檔案中讀取以 '/0'結尾的字串的函式

extern char *getline(file *pfile);

file *pfile;

char **pptext = null; // 二維動態陣列指標 

char *pcurrtext = null; // 指向當前輸入字串的指標

ulong ulcurrlines = 0;

ulong ulallocedlines = 0;

while (p = getline(pfile))

}pptext[ulcurrlines++] = p; // 橫向「擴充套件」,指向不定長字串 

}問題:指標陣列與陣列指標與指向指標的指標

指標和陣列分別有如下的特徵:

指標:動態分配,初始空間小

陣列:索引方便,初始空間大

下面使用高維陣列來說明指標陣列、陣列指標、指向指標的指標各自的適合場合。

多維靜態陣列:各維均確定,適用於整體空間需求不大的場合,此結構可方便索引,例a[10][40]。

陣列指標:低維確定,高維需要動態生成的場合,例a[x][40]。

指標陣列:高維確定,低維需要動態生成的場合,例a[10][y]。

指向指標的指標:高、低維均需要動態生成的場合,例a[x][y]。

假設有乙個整數陣列a,a和&a的區別是什麼?

答案與分析:

a == &a == &a[0],陣列名a不占用儲存空間。需要引用陣列(非字串)首位址的地方,我一般使用&a[0],使用a容易和指標混淆,使用&a容易和非指標變數混淆。

區別在於二者的型別。對陣列a的直接引用將產生乙個指向陣列第乙個元素的指標,而&a的結果則產生乙個指向全部陣列的指標。例如:

int a[2] = ;

int *p = 0;

p = a; /* p指向a[0]所在的地方 */

x = *p; /* x = a[0] = 1*/

p = &a; /* 編譯器會提示你錯誤,*/

/*顯示整數指標與整數陣列指標不一樣 */

問題:函式指標與指標函式

請問:如下定義是什麼意思:

int *pf1();

int (*pf2)();

答案與分析:

首先清楚它們的定義:

指標函式,返回乙個指標的函式。

函式指標,指向乙個函式的指標。

可知:pf1是乙個指標函式,它返回乙個指向int型資料的指標。

pf2是乙個函式指標,它指向乙個引數為空的函式,這個函式返回乙個整數。

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