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水滴石穿C語言之指針、數組和函數

2019-11-17 05:20:06
字體：大 中 小
來源：轉載
供稿：網友
基本解釋

　　1、指針的本質是一個與地址相關的復合類型，它的值是數據存放的位置（地址）；數組的本質則是一系列的變量。

　　2、數組名對應著（而不是指向）一塊內存，其地址與容量在生命期內保持不變，只有數組的內容可以改變。指針可以隨時指向任意類型的內存塊，它的特征是“可變”，所以我們常用指針來操作動態內存。

　　3、當數組作為函數的參數進行傳遞時，該數組自動退化為同類型的指針。

　　問題：指針與數組

　　聽說char a[]與char *a是一致的，是不是這樣呢？

　　答案與分析：

　　指針和數組存在著一些本質的區別。當然，在某種情況下，比如數組作為函數的參數進行傳遞時，由于該數組自動退化為同類型的指針，所以在函數內部，作為函數參數傳遞進來的指針與數組確實具有一定的一致性，但這只是一種比較非凡的情況而已，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!";
　　上述兩個變量的內存布局分別如下：

　　數組a需要在內存中占用8個字節的空間，這段內存區通過名字a來標志。指針p則需要4個字節的空間來存放地址，這4個字節用名字p來標志。其中存放的地址幾乎可以指向任何地方，也可以哪里都不指，即空指針。目前這個p指向某地連續的8個字節，即字符串“Hi, pig!”。

　　另外，例如：對于a[2]和p[2]，二者都返回字符‘i’，但是編譯器產生的執行代碼卻不一樣。對于a[2]，執行代碼是從a的位置開始，向后移動2兩個字節，然后取出其中的字符。對于p[2]，執行代碼是從p的位置取出一個地址，在其上加2，然后取出對應內存中的字符。

　　問題：數組指針

　　為什么在有些時候我們需要定義指向數組而不是指向數組元素的指針？如何定義？

　　答案與分析：

　　使用指針，目的是用來保存某個元素的地址，從而來利用指針獨有的優點，那么在元素需要是數組的情況下，就理所當然要用到指向數組的指針，比如在高維需要動態生成情況下的多維數組。

　　定義例子如下： int (*pElement)[2]。

　　下面是一個例子：

int array[2][3] = {{1，2，3}，{4，5，6}};
int (*pa)[3]; //定義一個指向數組的指針
pa = &array[0]; // '&'符號能夠體現pa的含義，表示是指向數組的指針
PRintf ("%d", (*pa)[0]）; //將打印array[0][0]，即1
pa++； // 猜一猜，它指向誰？array[1]？對了！
printf ("%d", (*pa)[0]); // 將打印array[1][0]，即4
　　上述這個例子充分說明了數組指針—一種指向整個數組的指針的定義和使用。

　　需要說明的是，按照我們在第四篇討論過的，指針的步進是參照其所指對象的大小的，因此，pa++將整個向后移動一個數組的尺寸，而不是僅僅向后移動一個數組元素的尺寸。

　　問題：指針數組

　　有如下定義：

strUCt UT_TEST_STRUCT *pTo[2][MAX_NUM];
　　請分析這個定義的意義，并嘗試說明這樣的定義可能有哪些好處？

　　答案與分析：

　　前面我們談了數組指針，現在又提到了指針數組，兩者形式很相似，那么，如何區分兩者的定義呢？分析如下：

　　數組指針是：指向數組的指針，比如 int (*pA)[5]。

　　指針數組是：指針構成的數組，比如int *pA[5]。

　　至于上述指針數組的好處，大致有如下兩個很普遍的原因：

　　a)、各個指針內容可以按需要動態生成，避免了空間浪費。

　　b)、各個指針呈數組形式排列，索引起來非常方便。

　　在實際編程中，選擇使用指針數組大多都是想要獲得如上兩個好處。 　　問題：指向指針的指針

　　在做一個文本處理程序的時候，有這樣一個問題：什么樣的數據結構適合于按行存儲文本？

　　答案與分析：

　　首先，我們來分析文本的特點，文本的主要特征是具有很強的動態性，一行文本的字符個數或多或少不確定，整個文本所擁有的文本行數也是不確定的。這樣的特征決定了用固定的二維數組存放文本行必然限制多多，缺乏靈活性。這種場合，使用指向指針的指針有很大的優越性。

　　現實中我們嘗試用動態二維數組（本質就是指向指針的指針）來解決此問題：

　　圖示是一個指針數組。所謂動態性指橫向（對應每行文本的字符個數）和縱向（對應整個文本的行數）兩個方向都可以變化。

　　就橫向而言，因為指針的靈活性，它可以指向隨意大小的字符數組，實現了橫向動態性。

　　就豎向而言，可以動態生成及擴展需要的指針數組的大小。

　　下面的代碼演示了這種動態數組的用途：

// 用于從文件中讀取以 '/0'結尾的字符串的函數
extern char *getline(FILE *pFile);
FILE *pFile;
char **PPText = NULL; // 二維動態數組指針
char *pCurrText = NULL； // 指向當前輸入字符串的指針
ULONG ulCurrLines = 0；
ULONG ulAllocedLines = 0；

while （p = getline(pFile))
{
　if (ulCurrLines >= ulAllocedLines)
　{
　　// * 當前豎向空間已經不夠了，通過realloc對其進行擴展。
　　ulAllocedLines += 50; // 每次擴展50行。
　　ppText = realloc (ppText, ulAllocedLines * (char *));
　　if (NULL == ppText)
　　{
　　　return; // 內存分配失敗，返回
　　}
　}
　ppText[ulCurrLines++] = p; // 橫向“擴展”，指向不定長字符串
}
　　問題：指針數組與數組指針與指向指針的指針

　　指針和數組分別有如下的特征：

　　指針：動態分配，初始空間小

　　數組：索引方便，初始空間大

　　下面使用高維數組來說明指針數組、數組指針、指向指針的指針各自的適合場合。

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

　　 數組指針：低維確定，高維需要動態生成的場合，例a[x][40]。

　　 指針數組：高維確定，低維需要動態生成的場合，例a[10][y]。

　　 指向指針的指針：高、低維均需要動態生成的場合，例a[x][y]。

　　問題：數組名相關問題

　　假設有一個整數數組a，a和&a的區別是什么？

　　答案與分析：

　　a == &a == &a[0],數組名a不占用存儲空間。需要引用數組(非字符串)首地址的地方，我一般使用&a[0]，使用a輕易和指針混淆，使用&a輕易和非指針變量混淆。

　　區別在于二者的類型。對數組a的直接引用將產生一個指向數組第一個元素的指針，而&a的結果則產生一個指向全部數組的指針。例如：


int a[2] = {1, 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，*/
/*顯示整數指針與整數數組指針不一樣 */
　　問題：函數指針與指針函數
　
　　請問：如下定義是什么意思：

int *pF1();
int (*pF2)();
　　答案與分析：

　　首先清楚它們的定義：

　　 指針函數，返回一個指針的函數。

　　 函數指針，指向一個函數的指針。

　　可知：

　　 pF1是一個指針函數，它返回一個指向int型數據的指針。

　　 pF2是一個函數指針，它指向一個參數為空的函數，這個函數返回一個整數。

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