C语言:20250728学习(指针)

发布于:2025-07-29 ⋅ 阅读:(24) ⋅ 点赞:(0)

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   > File Name:    demo01.c
   > Author:       阮
   > Description:  
   > Created Time: 2025年07月28日 星期一 09时07分52秒
  ************************************************************************/
 ​
 #include <stdio.h>
 ​
 /**
  *指向一维数组指针
  *
  */
 int t_p1()
 {
     // 创建一个一维数组
     int arr[] = {10,20,30,40,50};
     // 计算数组大小
     int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  
 ​
     // 创建一个数组指针指向一维数组arr
     int (*p)[len] = &arr;
     // 借助数组指针遍历数组
     for (int i = 0; i < len; i++)
     {
         // p 指向 arr这个数组,p存储了arr这个数组的地址
         // 如果通过指针访问数组:*p  *和[]在一起,[]的优先级大于*
         printf("%-4d", (*p)[i]);
     }
     printf("\n");
     printf("==============一维===============\n");
 }
 ​
 /*二维*/
 int t_p2()
 {
     // 创建一个二维数组
     int arr[][3] = {
         {10,20,30},
         {100,200,300},
         {1000,2000,3000}
     };
     // 获取行和列的容量
     int row_len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
     int col_len = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);
 ​
     // 方式1,二维数组指针指向二维数组   不推荐
     int (*p)[][3] = &arr;
 ​
     // 遍历数组
     for (int i = 0; i < row_len; i++)
     {
         for (int j = 0; j < col_len; j++)
         {
             printf("%-6d", (*p)[i][j]);
         }
     }
     printf("\n");
     printf("===============二维===============\n");
 //方式2,一维数组指针指向二维数组,本质上是一体维数组指针指向二维数组的行(默认首行)推荐
     // &arr:获取该二维数组的地址,范围作用于整个数组
     // arr:数组名默认指向第一个元素,这里就是行,默认首行,范围作用于整个行,等价于 &arr[0]
     // 数组参与指针运算,会降级为指针
   
 int (*p1)[3] = arr;
 for(int i = 0;i < row_len;i++)
 {
     for(int j=0;j < col_len;j++)
     {
         printf("%-6d",p1[i][j]);
         printf("%-6d",(*(p1+i))[j]);
         //数组参与指针运算,会降级为指针
         printf("%-6d",*(p1[i]+j));//列偏移
         printf("%-6d",*(*(p1+i)+j));//列偏移
 ​
 ​
     }
 }
 printf("\n");
 printf("================方式2==============\n");
 }
 ​
 int main(int argc,char *argv[])
 {
     t_p1();
     t_p2();
     return 0;
 }

指针

数组指针与指针数组

数组指针
指针和数组中符号优先级
 ()> [] > *
通过指针引用二维数组
表示形式 含义 地址/值
arr 二维数组名,指向一维数组arr[0],0行首地址 2000
arr[0],*(arr+0),*arr 0行0列元素地址,数组降级为指针 2000
arr + 1&arr[1] 1行首地址 2008
arr[1],*(arr + 1) 1行0列元素arr[1][0]的地址 2008
arr[1]+2,*(arr+1)+2,&arr[1][2] 1行2列元素arr[1][2]的地址 2012
*(arr[1]+2),*(*(arr+1)+2),arr[1][2] 1行2列元素arr[1][2]的值 元素值为13

注意:二维数组中,数组整体的地址值 == 数组中0行元素的地址值 == 数组中0行0列元素的地址值

案例
案例1
  • 需求:用指向元素的指针变量输出二维数组元素的值

  • 代码:

    /*************************************************************************
       > File Name:    demo02.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期一 10时46分40秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         // 定义一个二维数组
         int arr[3][4] = {10,20,30,40,100,200,300,400,1000,2000,3000,4000};
     ​
         // 定义一个指针变量,用来指向数组中的元素
         int *p = /* *(arr+0) |*/ *arr /* | arr[0] */;
     ​
         // 获取元素个数 = 行容量 * 列容量
         
         int len = (sizeof(arr)/sizeof(arr[0])) * (sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0]));
     ​
         // 使用单层for循环遍历二维数组,列
         for (; p < arr[0] + len; p++)
         {
            // 每四个一行  p1 - p2 = (p1地址 - p2地址) / sizeof(type)
            if ((p - arr[0]) % 4 == 0 && p != arr[0]) printf("\n");
     ​
            printf("%-6d", *p);
         }
     ​
         printf("\n");
     ​
         return 0;
     }
案例2:
  • 需求:数组指针- 输出二维数组任意行任意列的元素的值

  • 代码:

    /*************************************************************************
       > File Name:    demo03.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期三 10时57分26秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         // 定义一个二维数组
         int arr[3][4] = {1,3,5,7,11,33,55,77,111,333,555,777};
     ​
         // 创建一个数组指针指向二维数组
         int (*p)[4] = arr; // 二维数组中的第一个元素就是首行  int (*p)[3][4]
     ​
         // 创建两个变量,接收控制台输入的行和列
         int row, col;
     ​
         printf("请输入行号和列号:\n");
         scanf("%d,%d",&row,&col);
     ​
         printf("arr[%d][%d]=%d,%d,%d,%d\n",row,col,*(*(p+row)+col),(*(p+row))[col],*(p[row]+col),p[row][col]);
     ​
         return 0;
     }
指针数组

定义:指针数组是一个数组,数组中每一个元素都是一个指针。

特点:

  • 先有指针,后有数组

  • 指针数组的本质是一个数组,只是数组中的每一个元素是指针。

语法:

 数据类型 *数组名[容量];

案例:

/*************************************************************************
   > File Name:    demo03.c
   > Author:       阮
   > Description:  
   > Created Time: 2025年07月28日 星期一 11时31分18秒
  ************************************************************************/
 ​
 #include <stdio.h>
 ​
 int main(int argc,char *argv[])
 {
     // 定义三个变量
     int a = 10, b = 20, c = 30;
 ​
     // 定义指针数组:先有指针,后有数组
     int *arr[3] = {&a, &b, &c};
 ​
     // 获取大小
     int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 ​
     // 遍历数组
     for (int i = 0; i < len; i++)
     {
         printf("%-3d", *arr[i]);
     }
 ​
     printf("\n");
 ​
     return 0;
 }

建议:我们一般使用指针数组处理字符串,后续专门讲解。

数组指针与指针数组的区别
对比项 指针数组 数组指针
定义 数组元素均为指针的数组 指向一个完整数组的指针
存储内容 存储多个指针,每个元素指向不同内存地址 存储单个指针,指向一个完整的数组(首地址)
内存分配 每个指针元素独立分配内存,可能分散 指向的数组内存连续,指针本身存储数组首地址
语法示例 int *arr[5] (元素为5个int*指针) int (*arr)[5] (指向5个int的数组的指针)
访问方式 通过下标访问指针元素,再解引用: *arr[i] 先解引用指针得到数组,再访问元素: (*arr)[i]
使用场景 管理多个独立指针(如字符串数组、动态结构体数组) 操作多维数组(如传递二维数组的行指针)
内存布局 [ptr1] → 数据1 [ptr2] → 数据2 ... ptr → [数据1][数据2]...
示例代码 int a=1, b=2;int *arr[] = {&a, &b}; int arr[2][3] = {1,2,3,4,5,6};int (*ptr)[3] = arr;

字符数组与字符指针

字符串实现

在C语言中,表示一个字符串有以下两种方式:

① 数组形式:用字符数组存放一个字符串

② 指针形式:用字符指针指向一个字符串

案例
/*************************************************************************
   > File Name:    demo04.c
   > Author:       阮
   > Description:  
   > Created Time: 2025年07月28日 星期一 14时15分31秒
  ************************************************************************/
 ​
 #include <stdio.h>
 ​
 /**
  * 方式1:使用字符数组实现字符串
  */ 
 void str_test1()
 {
     // 定义一个伪字符串
     char str[] = "I LOVE YOU";
     // 数组名是一个常量,也就是不支持赋值
     // str = "YUE QIAN"; // 编译报错,常量不支持修改,替代方案:strcpy(str,"YUE QIAN");
     
     printf("%s\n", str); // 数组在传参时,会被降级为指针
 }
 ​
 /**
  * 方式2:使用字符指针指向字符串
  */ 
 void str_test2()
 {
     // 定义一个伪字符串
     char *str = "I LOVE YOU"; // 指针str指向一个字符串常量
     // 改变str的指向
     // str = "YUE QIAN";
     printf("%s\n", str);
 }
 ​
 int main(int argc,char *argv[])
 {
     str_test1();
     str_test2();
 ​
     char arr[200];
     char *str = arr; // 局部变量,如果未初始化,默认是随机值,如果是指针变量,地址值就是随机
     printf("请输入一个字符串:\n");
     scanf("%s", str);
     printf("%s\n", str);
 ​
     return 0;
 }
 ​

注意:字符数组和字符指针变量都能实现字符串的存储与运算。(字符指针---> 字符类型的指针变量)

字符数组和字符指针的联系
概念
  • 字符数组由元素组成,每个元素中存放一个字符;而字符指针(指向char类型的指针变量)中存放的是地址;

  • 只能对字符数组中的各个元素赋值,而不能用赋值语句对整个字符数组赋值。

     char arr[3] = {};   // 等价于 {'\0'}; 等价于 {0};
     arr[2] = 'A';       // 正确,对字符数组的元素赋值
     ​
     arr = {'E','D','F'};// 错误,数组名是常量,不能对其进行整体赋值
  • 字符数组名虽然代表地址,但是数组名的值不能改变,因为数组名是常量。

    char a = 'A';
     char arr[50] = {};
     ​
     char *p = arr; // 指针p指向数组第一个元素,p存储的是arr数组中第一个元素的地址
     ​
     p = &a;   // 改变指针p的指向,使其指向变量a,p存储的是a的地址
     ​
     arr = &a; // 错误:数组名虽然是指针,但是数组名同时也是常量,所以不能赋值
     ​
     p++; // p指向arr的第2个元素
     arr+5;  
     *p = 'W';
     printf("%c %c\n", *p, *arr);
     ​
     return 0;
     }
     ​
  • 对于字符串中字符的存取,可以用下标法,也可以用指针法。

    /*************************************************************************
       > File Name:    demo05.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年05月21日 星期三 14时58分00秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         // 使用两种方式创建字符串
         char str1[] = "你好,双哥哥!";
         char *str2 =  "你好,豪哥哥!";// 0x11
     ​
         // 赋值测试
         // str1 = "你好,强哥哥!"; // 错误,数组一旦创建,就无法改变其值。
         str2 = "你好,帅哥哥!";// 0x12
     ​
         // 打印测试
         printf("%s,%s\n", str1, str2);
     ​
         // 测试从控制台获取一个字符串
         // char *str;// 此时默认值是NULL,NULL对应的空间地址0x00000000,这块空间拒绝访问
         // printf("请输入一个字符串:\n");
         // scanf("%s",str);
         // printf("输出-%s\n",str);// 输出NULL
     ​
         // 注意:从控制台接收一个字符串只能用字符数组
         
         char a[] = "I LOVE YOU!";
         char *b  = "I LOVE YOU!";
     ​
         printf("%c,%c\n%c,%c\n%s,%s\n",a[2],*(a+2),b[2],*(b+2),a+2,b+2);// L,L L,L 
         1 2
         
         return 0;
     }
字符串作为形参

定义

  • 实参与形参都可以是字符数组

    void fun(char str[], int len) {..}
     void main()
     {
         char str[] = "hello";
         int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
         fun(str, len)
     }
  • 实参用字符数组,形参用字符指针

     void fun(char *str, int len) {..}
     void main()
     {
         char str[] = "hello";
         int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
         fun(str, len)
     }
  • 形参和实参都是字符指针。(在函数内部不能对字符串常量中的字符做修改)

     /*************************************************************************
       > File Name:    demo06.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期一 15时26分14秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     void fun(char *str, int len) {
         printf("%s\n", str);// 0x1000 str依然指向“hello"这个常量空间
     ​
         // *(str+1) = 'E';// 编译错误  不能修改"hello"这个常量空间的数据
     ​
         // str[2] = 'L';  // 编译错误
     ​
         str = "zhangsanfeng"; // 0x2000 此时并没有改变常量空间的数据,只是改变了指针的指向
     ​
         printf("%s\n", str);
     }
     ​
     void main()
     {
         char *str = "hello"; // 0x1000 str指向的"hello"是一个常量空间,常量空间不支持修改
         int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
         fun(str, len); // 0x1000
     }
  • 实参是字符指针,形参是字符数组。(在函数内部不能对字符串常量中的字符做修改)

    /*************************************************************************
       > File Name:    demo06.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期一 15时26分14秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     void fun(char str[], int len) {
         printf("%s\n", str);// 0x1000 str依然指向“hello"这个常量空间
     ​
         // *(str+1) = 'E';// 编译错误  不能修改"hello"这个常量空间的数据
     ​
         // str[2] = 'L';  // 编译错误
     ​
         str = "zhangsanfeng"; // 此时并没有改变常量空间的数据,只是改变了指针的指向
     ​
         printf("%s\n", str);
     }
     ​
     void main()
     {
         // char str[] = {'h','e','l','l','o','\0'};  // 这个可以看做是字符串变量,这个是支持修改元素
         char *str = "hello"; // 0x1000 str指向的"hello"是一个常量空间,常量空间不支持修改
         int len = sizeof(str) / sizeof(str[0]);
         fun(str, len);// 0x1000
     }
注意
  1. 字符数组在创建的时候,会在内存中开辟内存空间,内存空间可以存放字符数据;字符指针在创建的时候,需要依赖于字符数组,字符指针在内存开辟的内存空间中,存放的是数组元素的地址。字符指针的创建依赖于字符数组,字符数组可以独立存在,而字符指针不能独立存在。

  2. 字符数组可以初始化,但是不能赋值;字符指针可以初始化,也可以赋值。

      char str1[] = "hello"; // 对数组初始化
      str1 = "hi"; // 对数组赋值,此时错误
      
      str1[0] = 'H';  // 对数组中的元素赋值,此时正确
案例
案例1
  • 字符指针作为函数参数:用函数调用实现字符串的复制以及长度计算

  • 代码:

    /*************************************************************************
       > File Name:    demo07.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期一 15时50分22秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     /**
      * 定义一个函数,实现字符串拷贝
      * @param source 拷贝的源字符串,该字符串不能被修改
      * @param dest 需要拷贝的目标数组
      * @return 字符串的长度
      */ 
     int _str_cpy(const char *source, char *dest)
     {
         // 定义一个循环变量
         register int i = 0;
     ​
         // 遍历循环
         while (source[i] != '\0')
         {
             // 实现拷贝
             *(dest + i) = *(source + i); // 等价于 dest[i] = source[i];
             i++;
         }
     ​
         // 拷贝结束,一定要给dest中插入\0
         *(dest + i) = '\0';
     ​
         return i;
     }
     ​
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         char source[20],dest[20];
     ​
         printf("请输入一个字符串:\n");
         scanf("%s", source);
     ​
         int size = _str_cpy(source, dest);
     ​
         printf("字符串:%s的长度是%d\n", dest, size);
     ​
         return 0;
     }
案例2
  • 需求:字符指针作为函数的参数-给定一个字符串,截取start到end之间的字符串,含头不含尾

  • 代码:

     /*************************************************************************
       > File Name:    demo08.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期一 16时07分40秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     /**
      * 定义一个函数,实现字符串的截取
      * @param source 源字符串(字符数组、字符串常量、字符指针)
      * @param start  开始位置
      * @param end    结束位置
      * @param dest   目标数组(字符数组)
      * @return 目标字符串长度
      */
     ​
     int str_substr(char *source,int start,int end,char *dest)
     {
         register int i = 0,k=0;
         
         // 遍历字符串
         while(source[i] != '\0')
         {
             // 根据start和end截取
             if(i >= start && i < end)// 含头不含尾
             {
                 *(dest + k) = *(source + i);
                 k++;
             }
             i++;
         }
         *(dest + k) = '\0';
     ​
         return k;
     }
     ​
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         char *str = "abcdefg";
         char dest[26];
         int len = str_substr(str,2,5,dest);
     ​
         printf("%s,%s,%d\n",str,dest,len);
         return 0;
     }

函数指针与指针函数

指针函数

定义:

本质上是上函数,这个函数的返回值类型是指针,这个函数称之为指针函数。(返回值是指针的函数叫做指针函数)

语法:

 //写法1
 返回类型*  函数名(形参列表)
 {
     函数体;
     return 指针;
 }
 ​
 //写法2
 返回类型  *函数名(形参列表)
 {
     函数体;
     return 指针;
 }

举例:

 int *get(int a)
 {
     int *p = &a;
     return p;
 }
 ​
 int main()
 {
     int *a = get(5);
     printf("%d\n", *a);
 }

注意:

在函数中不要直接返回一个局部变量的地址。因为函数调用完毕后,随着栈帧的回收,变量空间会销毁,使得返回的地址就不明确,此时返回的指针叫做野指针。

解决方案:

如果非要访问,可以给这个局部变量添加(定义的时候添加)static,可以延长它的生命周期,从而避免野指针(尽量少用,因为存在内存泄漏)

演示案例:

 /*************************************************************************
    > File Name:    demo0.c
    > Author:       阮
    > Description:  
    > Created Time: 2025年07月28日 星期四 14时22分07秒
   ************************************************************************/
  
  #include <stdio.h>
  
  int *add(int a, int b)
  {
      static int sum;
  
      sum = a + b;
  
      return &sum;// 执行完return 作为函数作用域的布局变量sum的空间被释放
  }
  
  int main(int argc,char *argv[])
  {
      int *res = add(5,3);  // 接收到了地址,但是地址对应的空间已经释放
      printf("%d\n", *res);
  
      return 0;
  }
案例
  • 需求:有若干个学生,每个学生有4门成绩,要求在用户输入学号(int id)后,能输出该学生的全部成绩(float scores[4]),用指针函数实现。

  • 代码:

     /*************************************************************************
       > File Name:    demo09.c
       > Author:       阮
       > Description:  
       > Created Time: 2025年07月28日 星期一 17时11分38秒
      ************************************************************************/
     ​
     #include <stdio.h>
     ​
     /**
      * 定义一个函数,要求输入学号,返回该学号对应学生的4门成绩
      * @param all:所有人的成绩传进来 查找源头
      * @param id:要检索学生的学号
      * @return id对应学生的4门成绩
      */ 
     float* search(float (*all)[4], int id)
     {
         // 定义一个指针变量,用来接收查询到的学生的所有成绩
         float *pt;
     ​
         pt = *(all + id);// 行偏移 {10,20,30,40}
     ​
         return pt;
     }
     ​
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         // 准备一个二维数组,存储3个学生的成绩
         float scores[3][4] = {
             {60,70,80,90}, // 0x2000  0x2004  0x2008 0x200C
             {66,77,88,99}, // 0x2010  0x2014  0x2018 0x201C
             {61,71,81,91}
         };
     ​
         // 定义一个变量,用来接收学生学号
         int id;
         printf("请输入学生学号(0~2):\n");
         scanf("%d", &id);
         printf("第%d个学生的成绩:\n", id);
     ​
         // 创建一个指针,用来接收成绩
         float *p;// 0x11 --> 0x2000
         p = search(scores, id);// 0x21 --> 0x2000
     ​
         // 遍历
         for (; p < scores[id] + 4;  p++)
         {
             printf("%5.2f\t", *p);
         }
         // *(p + i)
         printf("\n");
     ​
         return 0;
     }

章节练习

  1. 利用指针变量将一个数组中的数据反向输出。

  2. 利用指针变量计算下标为奇数的数组的和;

  3. 确认整型,字符型,浮点型指针变量的大小;

  4. 利用指针变量输出字符数组中的所有字符。

  5. 编写一个函数,用指针变量做参数,用于求出一个浮点型数组元素的平均值。

  6. 编写函数,要求用指针做形参,分别实现以下功能: (1)求一个字符串长度 (2)在一个字符串中统计大写字母的个数 (3)在一个字符串中统计数字字符的个数

  7. 编写函数,要求用指针做形参,实现将二维数组(行列相同)的进行转置(行列数据互换): int (*p)[N]

  8. 编写函数,要求用指针做形参,实现统计二维数组上三角中的0 的数量:

  9. 编写一个指针函数,返回二维数组中最大元素的地址。

  10. 面试题

    1)定义整形变量i; 2)p为指向整形变量的指针变量; 3)定义整形一维数组p,它有n 个整形元素; 4)定义一维指针数组p,它有n个指向整形变量的指针元素; 5)定义p为指向(含有n个整形元素的一维数组)的指针变量; 6)p为返回整形函数值的函数; 7)p为返回一个指针的函数,该指针指向整形数据; 8)p为指向函数的指针变量,该函数返回一个整形值; 9)p是一个指向整形指针变量的指针变量;

  11. 动态申请一个具有10个float类型元素的内存空间,从一个已有的数组中拷贝数据,并找出第一次出现 12.35 的下标位置,并输出。

  12. 动态申请一个整型数组,并给每个元素赋值,要求删除第3个元素;

  13. 动态申请一个整型数组,并给每个元素赋值,要求在第4个元素后插入100;

  14. 附加题【选做】: 编写一个函数,实现 memmove 的功能。


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