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指针数组,数组指针,指针函数,函数指针,二级指针详解

先看个简单的:char *p,这定义了一个指针,指针指向的数据类型是字符型,char  *(p)定义了一个指针P;

char *p[4], 为指针数组,由于[]的优先级高于*,所以p先和[]结合,p[]是一个数组,暂时把p[]看成是q,也就是char *(q),定义了一个指针q,只不过q是一个数组罢了,故定义了一个数组,数组里面的数据是char *的,所以数组里面的数据为指针类型。所以char *p[4]是四个指针,这四个指针组成了一个数组,称为指针数组,既有多个指针组成的数组。

char(*p)[4],为数组指针,强制改变优先级,*先与p结合,使p成为一个指针,这个指针指向了一个具有4个char型数据的数组。故p中存放了这个char型数组的首地址,可用数组指针动态内存申请:

                                      char (*p)[10];

                                      p=(char*)malloc(sizeof(char[x])*N);

char *f(char,char),为指针函数,()的优先级高于*,故f先与()结合,成为函数f(),函数的返回值是char *类型的,故返回值是一个指针。

char (*f)(char,char),为函数指针,*与f结合成为一个指针,这个指针指向函数的入口地址。函数名就是函数的首地址。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,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,这里是指向函数。C在编译时,每一个函数都有一个入口地址,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,可用该指针变量调用函数,就如同用指针变量可引用其他类型变量一样,在这些概念上是一致的。函数指针有两个用途:调用函数和做函数的参数。

 int func(int x); /* 声明一个函数 */ 

 int (*f) (int x); /* 声明一个函数指针 */ 

 f=func; /* 将func函数的首地址赋给指针f */

以后如果要调用函数func(),也就可以这样调用:(*f)();

/****************************************************二级指针**************************************************/

二级指针简单来说就是指向指针的指针。

char a=200;

char *p;

char **q;//q是一个二级指针

p=&a;

q=&p;  //q指向指针p

假设变量a在内存中的地址为2000H,则它们的关系就如下面的示意图:

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指针p指向a,p的值是2000H,*p就是取地址2000H中的值即a为200,而p本身的地址是4000H,q指向指针p,*q就是取地址4000H中的值即p的值为2000H,而**q就是取地址2000H中的值即200。

所以:

*p==200;

*q=2000H;

**q=200;

以上的q是一个指针指针的二级指针,然而还有指向数组的二级指针。

 当一个指针变量指向另一个指针变量时,则形成二级指针。使用二级指针可以在建立复杂的数据结构时提供较大的灵活性,能够实现其他语言所难以实现的一些功能。定义二级指针的形式是:

  类型标识符**二级指针变量名

  定义指针的同时可以对其赋值,然后就可以使用了。

  如果定义一个指针数组,则指针数组名就是一个二级指针。用指针数组元素值指向长度同的字符串,操作时可以节省内存空间,而对地址进行操作,提高了运行效率。

char   s[3][5]={ "abc ", "uio ", "qwe "}; 

可以看成是三个指向字符串的一级指针(s[0],s[1],s[2]),由s[3]得。 

而s[3]本身又是一个一维数组存储s[0],s[1],s[2]三个一级指针,则s就可以看作是一个二级指针,即指向指针的指针。 

这时定义一个二级指针char**p;就能通过p访问二维数组了。

也可以这样char *p[] = {“ab“, “cd“, “ef“};定义了一个指针数组.

char **sp = p;

就可以使用sp[i]来访问字符串了。

大家都知道,要想在函数中改变形参的值,形参用指针传递就行了。

比如:

void f(char *p1,char *p2)

{

    *p1=10;

    *p2=20;

}

void main()

      char a,b;

      char *p,*q;

      p=&a;

      q=&b;

      f(p,q);

 执行后此时a=10,b=20;

原理如下:

当调用函数f后,p1指向a,p2指向b;

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 接着*p1=10; *p2=20;使p1指向的地址空间的值赋为10,p2指向的地址空间的值赋为20;

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 然后函数调用结束,这时a=10,b=20;

如果要在函数中改变指针的值,比如改变p,q的值就需要用到二级指针。

void GetMemory(char **p, int num)

       *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

以上函数,就实现了在函数中改变指针的值,使指针指向新申请的空间。

指针是C语言的一大特色,它就像一把双刃剑:使用得当能够给程序带来极大的灵活性和高效性;反之,程序就会变得难以调试,漏洞百出!

众所周知,指针实质就是地址!一个变量的地址即称为此变量的“指针”。如果有这样一种变量:它的存储单元里存放的是其它变量的地址!我们就称之为“指针变量”。(请注意两者之间的区别:两个完全不同的概念!)

我们都知道,数组名和函数名就是它们的入口地址。同理,一个变量名其实也是此变量的所在地址!C语言中有一种运算符为“&”:取址运算符。因为数组名与函数名本身代表的就是地址,通常不会对并且也不能对它们进行取址操作或其它运算操作(其实对于函数名的直接引用与对它取址是等价的)。这也是它们被称为“常量”的原因!但对于一个变量来讲,情况就不一样了。要想获得它的地址,就必须进行“&”运算,尽管它本身表示的也是地址值!而对变量直接进行引用得到却是它所在的内存单元的数据内容!“指针变量”作为一种变量当然也不能例外!只不过它与其它普通变量的差别是,它的内容是其它变量(包括“指针变量”)的地址,在WIN32上,它的大小恒为32位,4BYTE。而普通变量则不会有大小上的限制!对指针变量所指向的地址的数据内容的获取则是通过操作符“*”。在理解上我们将“提领操作符*”视为类型的一部分,并且这种数据类型是一种变量地址类型(均对每一个“*”而言)!

只要明白了以上常识,“指针”将不会再是程序设计中的“拦路虎”!

从内存的存储映象的角度来讲,C的规则数组(不包括通过数据结构设计的多维数组)不存在多维,也就是说所有的数组本质上都是一维的,而一级指针就等价于一维数组!关键的不同在于多维数组与一维数组语义上的差别!而我们理解多维数组通常将之形象地描述成“矩阵”形式。更为精确的理解是多维数组的每个元素就是一个数组,如此递归下去直至最后每个元素是一个简单的变量类型,最终得到的就是一个特殊的一维数组!

看如下一个例程:

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

   int a[][3]={{250,250,250},{250,250,250}};

   int* p=(int*)a;-------------------@

注:语句@在.C文件中可以写成int* p=a;但会给出警告;若是在.CPP文件中写成int* p=a;是通不过编译的!所以规范起见,最好在任何时候都要进行强制类型转换!

通过进行调试,在WATHCH窗口中查看变量的内存地址情况如下:

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从图上可以看出二维数组在内存单元中是线性增长的。倘若此时有一个二级指针int** q=NULL;如何通过q来操作二维数组a[2][3]呢?

通过q=a;如何呢?在.C文件中可以编译通过,但会给出警告。若是在.CPP文件中则不会编译通过!我相信很多人的第一反应是加上强制类型转换:q=(int**)a;如此以来,程序编译、链接畅通无阻,连警告也没有!但一运行就会出问题:这是当然的!下面进行详细分析。。。。。。

    根据我上面讲述的:q可视为int**类型,且是int*变量的地址类型变量!对q (指针变量)的引用,得到是的其(即q)内存单元的数据,即int*变量的地址,*q则是获取q所指向的int*变量类型地址的内容,相当于int* Q变量Q的直接引用,得到是int类型变量的地址。q所占的内存为4BYTE,*q所占的内存也为4BYTE。一切都清楚了。

   现在来分析二维数组a的数据类型。我们知道指针与数组的联系的常见具体应用有两种:一种是“数组指针”:形如(*ptr)[];另外一种是“指针数组”:形如*ptr[]。两者之间的区别想必大家都清楚。如果我定义一个:“数组指针”并初始化:int (*pp)[3]=a;那么通过pp完全可以操作a[2][3]。来分析一下“数组指针”(*ptr)[SIZE],ptr所指的对象是有SIZE个某种数据类型值的数组。而ptr本身又是一级指针,一级指针又等价于一维数组。a[2][3]的低维是一个维度为3的一维数组。高维是一个维度为2的一维数组,不难理解,正如前面所述:二维数组的每个元素是一个一维数组,相当于一维数组的两次嵌套。比如变量a[0]是一个维度为3的一维数组,a[1]亦是一样。这样一来,高维的那一部分可视为一个指针!一个胆大的设想出来了:二维数组本质上就等同于“数组指针”!这种想法虽然无懈可击,但想归想,事实是怎样的还得验证。现借用C++的类型识别,得出两者的数据类型:(以下语句需用头文件<typeinfo>)

cout<<typeid(a).name()<<endl;

cout<<typeid(pp).name()<<endl;

输出结果为:int (*)[3](换行) int (*)[3]

两者完全相同,与设想一致!

    现在回到问题上来,q=(int**)a;强制转换成功,但却不可能正确运行!原因已浮出水面:q这个地址单元存放的是int*类型的“指针变量”的地址,而二维数组a骨子里却是一个“数组指针”。两者完全是“八竿子打不着”!想一想它们的内存分布情况,前者(地址)所指向的内存大小恒为4BYTE,后者(地址)所指向的内存大小是随着你定义的数组维数而不断变化的!即使通过强制类型转换成功,q的内存值就是a所代表的地址,但这个地址仅仅是一个地址,而q的内存值不仅要求是一个地址,而且还必须是一个“指针变量”的地址!只有这样通过*q(前面说过:*q则是获取q所指向的int*变量类型地址的内容,即一个int变量的地址)才能操作一个普通变量的地址,否则就是用“*”来操作普通变量,想一下int x=250;*x表示的是什么呢?

   或许有人会问:你不是说二维数组实质上就是一维数组吗,怎么二维数组实质上又是“数组指针”?这里有必要强调一下:我是从它们的存储映象上来讲的,但编译器的语义实现上两者是绝不能划等号的!你能够将一个二维数组赋值给一个一维数组吗?显然是不行的!因此我们这样想:语句q=(int**)a;是将一个一维数组(等价于一级指针)赋给一个二级指针(要通过“&”赋一级指针的地址才行),地球人都知道这是行不通的!虽然乍听起来还蛮合理的,其实此般理解无异于穿凿附会。刚才解释过,两者的语义迥异!不过,这样理解似乎更能深刻且方便地知道那样做错在哪里了,呵呵。。。。。。

另:

#include <iostream.h>

int a[2][3];

int**p=a;

请问为什么是错误的??(请不要说数组名是一个指针这个我知道,我想知道为什么不能用二级指针指向二维数组)

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