【C语言篇】深入理解指针3（附转移表源码）

2024-10-09 19:17:16 浏览数 (2)

数组指针

什么是数组指针

在【C语言篇】深入理解指针2我们学习了指针数组，指针数组是⼀种数组，数组中存放的是地址（指针）。

那数组指针变量是指针变量？还是数组？ 答案是：指针变量。 我们已经熟悉：

  • 整形指针变量： int * pint 存放的是整形变量的地址，能够指向整形数据的指针。
  • 浮点型指针变量： float * pf 存放浮点型变量的地址，能够指向浮点型数据的指针。

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。

下⾯代码哪个是数组指针变量？

代码语言：javascript复制
int *p1[10];
int (*p2)[10];

思考⼀下：p1,p2分别是什么？

让我们先回顾一下操作符的优先级：

我们发现：[]的优先级高于*

有关操作符的内容在【C语言篇】操作符详解（上篇）以及【C语言篇】操作符详解（下篇）有很详细的介绍喔

代码语言：javascript复制
int *p1[10];
int (*p2)[10];
  • 第一个p1先和[]结合，说明这是一个数组，存放的数据类型是int*的，这是指针数组
  • 第二个*和p2结合，说明这是一个指针，指向的元素类型是``int [10]`的，这是数组的类型，所以第二个是数组指针

其实所有指针都是类型加*以及指针名，按之前我们学的int*等类型的指针的习惯，其实这个数组指针应该是int [10] (*p)，不过可能为了美观，就约定数组指针写成上面那种形式（接下来学函数指针也是这样）

数组指针变量的初始化

代码语言：javascript复制
int arr[10] = {0};
&arr;//得到的就是数组的地址

如果要存放个数组的地址，就得存放在数组指针变量中，如下：

代码语言：javascript复制
int(*p)[10] = &arr;

我们调试也能看到 &arr 和 p 的类型是完全⼀致的。

数组指针类型进一步解析：

代码语言：javascript复制
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

二维数组传参的本质

有了数组指针的理解，我们就能够讲⼀下⼆维数组传参的本质了。

过去我们有⼀个⼆维数组的需要传参给⼀个函数的时候，我们是这样写的：

代码语言：javascript复制
#include <stdio.h>
void test(int a[3][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 ", a[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;
}

这⾥实参是⼆维数组，形参也写成⼆维数组的形式，那还有什么其他的写法吗？

⾸先我们再次理解⼀下⼆维数组，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。 如下图：

所以，根据数组名是数组⾸元素的地址这个规则，⼆维数组的数组名表⽰的就是第⼀⾏的地址，是⼀ 维数组的地址。根据上⾯的例⼦，第⼀⾏的⼀维数组的类型就是 int [5] ，所以第⼀⾏的地址的类型就是数组指针类型 int(*)[5] 。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，那么形参也是可以写成指针形式的。如下：

代码语言：javascript复制
#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;
}

总结：

⼆维数组传参，形参的部分可以写成数组，也可以写成指针形式。

函数指针

函数指针变量的创建

什么是函数指针变量呢？ 根据前⾯学习整型指针，数组指针的时候，我们的类⽐关系，我们不难得出结论：

函数指针变量应该是⽤来存放函数地址的，未来通过地址能够调⽤函数的。

那么函数是否有地址呢？

我们做个测试：

代码语言：javascript复制
#include <stdio.h>
void test()
{
    printf("hehen");
}
int main()
{
    printf("test: %pn", test);
    printf("&test: %pn", &test);
    return 0;
}

输出结果如下：

代码语言：javascript复制
test: 005913CA
&test: 005913CA

确实打印出来了地址，所以函数是有地址的，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。

如果我们要将函数的地址存放起来，就得创建函数指针变量咯，函数指针变量的写法和数组指针⾮常类似。如下：

代码语言：javascript复制
void test()
{
    printf("hehen");
}
void (*pf1)() = &test;
void (*pf2)()= test;
int Add(int x, int y)
{
    return x y;
}
int(*pf3)(int, int) = Add;
int(*pf3)(int x, int y) = &Add;//x和y写上或者省略都是可以的

函数指针类型解析：

代码语言：javascript复制
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
 
 int (*) (int x, int y) //pf3函数指针变量的类型

类比数组指针：

函数去除函数名就是类型，按照整型指针习惯应该是int (int , int) (*pf3)，同样也是为了美观约定写成上述形式，括号也不能少

函数指针变量的使用

通过函数指针调用指针指向的函数

代码语言：javascript复制
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
    return x y;
}
int main()
{
    int(*pf3)(int, int) = Add;
	//写成&Add都是一样的
    printf("%dn", (*pf3)(2, 3));
    printf("%dn", pf3(3, 5));
    return 0;
}

输出结果：

代码语言：javascript复制
5
8

不同于数组，函数名和取函数的地址意义是完全一样的，所以这里：pf3 *pf3 Add &Add都是可以的

两端有趣的代码

代码1：

代码语言：javascript复制
(*(void (*)())0)();

分析如下：

0前面是强制类型转换，类型是void(*)()这样的函数指针（这个函数指针指向一个返回值为空，参数为空的函数），将0转换为这样一个函数指针类型，就是我们把0当做这样一个函数的地址，然后解引用就是调用这个函数

这其实就是一个函数的调用

代码2：

代码语言：javascript复制
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

分析如下：

先看signal，()优先级更高，里面是参数，不难猜出signal是函数名，有两个参数，一个是int，另一个是void(*)(int)的函数指针，那函数名有了，参数有了，剩下的就是返回值类型了，即为void (*)(int)的函数指针

这其实就是一个函数的定义

两段代码均出⾃：《C陷阱与缺陷》PDF下载（高清完整版） (biancheng.net)这本书

typedef 关键字

typedef是用来类型重命名的，可以将复杂的类型简单化

⽐如，你觉得 unsigned int 写起来不⽅便，如果能写成 uint 就⽅便多了，那么我们可以使⽤：

代码语言：javascript复制
typedef unsigned int uint;
//将unsigned int 重命名为uint

如果是指针类型，能否重命名呢？其实也是可以的，⽐如，将 int* 重命名为 ptr_t ,这样写：

代码语言：javascript复制
typedef int* ptr_t;

但是对于数组指针和函数指针稍微有点区别：

⽐如我们有数组指针类型 int(*)[5] ,需要重命名为 parr_t ，那可以这样写：

代码语言：javascript复制
typedef int(*parr_t)[5];

函数指针类型的重命名也是⼀样的，⽐如，将 void(*)(int) 类型重命名为 pf_t ,就可以这样写：

代码语言：javascript复制
typedef void(*pfun_t)(int);//新的类型名必须在*的右边

那么要简化代码2，可以这样写：

代码语言：javascript复制
typedef void(*pfun_t)(int);
pfun_t signal(int, pfun_t);

这样是不是就清楚多了

指针 变量 函数 数组 源码

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