【零基础学C语言】知识总结十:二级指针、指针数组和指向函数的指针
二级指针 (多级指针)
指针变量作为一个变量也有自己的存储地址,而指向指针变量的存储地址就被称为指针的指针,即二级指针。依次叠加,就形成了多级指针。指针可以指向一份普通类型的数据,例如 int、double、char 等,也可以指向一份指针类型的数据,例如 int *、double *、char * 等。如果一个指针指向的是另外一个指针,我们就称它为二级指针,或者指向指针的指针。,我们先看看二级指针,它们关系如下:
指针变量也是一种变量,也会占用存储空间,也可以使用&获取它的地址。C语言不限制指针的级数,每增加一级指针,在定义指针变量时就得增加一个星号*。p1 是一级指针,指向普通类型的数据,定义时有一个*;p2 是二级指针,指向一级指针 p1,定义时有两个*。
多级指针的话就是:
想要获取指针指向的数据时,一级指针加一个*,二级指针加两个*,三级指针加三个*关系如下:
指针数组、指向函数的指针、指向二维数组的指针
指针数组:
指针变量和普通变量一样,也能组成数组,如果一个数组中的所有元素保存的都是指针,那么我们就称它为指针数组。指针数组的定义形式一般为:
除了每个元素的数据类型不同,指针数组和普通数组在其他方面都是一样的,下面是一个简单的例子:
指针数组还可以和字符串数组结合使用:
指向函数的指针:
一个函数总是占用一段连续的内存区域,函数名在表达式中有时也会被转换为该函数所在内存区域的首地址,这和数组名非常类似。我们可以把函数的这个首地址(或称入口地址)赋予一个指针变量,使指针变量指向函数所在的内存区域,然后通过指针变量就可以找到并调用该函数。这种指针就是函数指针。
注意( )的优先级高于*,第一个括号不能省略,如果写作returnType *pointerName(param list);就成了函数原型,它表明函数的返回值类型为returnType *
用指针来实现对函数的调用:
指向二维数组的指针:
(复盘一下二维数组的知识)二维数组在概念上是二维的,有行和列,但在内存中所有的数组元素都是连续排列的,它们之间没有“缝隙”。以下面的二维数组 a 为例:
C语言中的二维数组是按行排列的,也就是先存放 a[0] 行,再存放 a[1] 行,最后存放 a[2] 行;每行中的 4 个元素也是依次存放。数组 a 为 int 类型,每个元素占用 4 个字节,整个数组共占用 4×(3×4) = 48 个字节。
C语言把一个二维数组分解成多个一维数组来处理。对于数组 a,它可以分解成三个一维数组,即 a[0]、a[1]、a[2]。每一个一维数组又包含了 4 个元素,例如 a[0] 包含`a[0][0] 、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。
为了更好的理解指针和二维数组的关系,我们先来定义一个指向 a 的指针变量 p:
[ ]的优先级高于*,( )是必须要加的,如果赤裸裸地写作int *p[4],那么应该理解为int *(p[4]),p 就成了一个指针数组,而不是二维数组指针。
对指针进行加法(减法)运算时,它前进(后退)的步长与它指向的数据类型有关,p 指向的数据类型是int [4],那么p+1就前进 4×4 = 16 个字节,p-1就后退 16 个字节,那么这正好是数组 a 所包含的每个一维数组的长度。也就是说,p+1会使得指针指向二维数组的下一行,p-1会使得指针指向数组的上一行。
按照上面的定义,我们来看看代码:
*(p+1)+1表示第 1 行第 1 个元素的地址:*(p+1)单独使用时表示的是第 1 行数据,放在表达式中会被转换为第 1 行数据的首地址,也就是第 1 行第 0 个元素的地址,因为使用整行数据没有实际的含义,编译器遇到这种情况都会转换为指向该行第 0 个元素的指针;就像一维数组的名字,在定义时或者和 sizeof、& 一起使用时才表示整个数组,出现在表达式中就会被转换为指向数组第 0 个元素的指针。
*(*(p+1)+1)表示第 1 行第 1 个元素的值。很明显,增加一个 * 表示取地址上的数据:**
指针数组和二维数组指针在定义时非常相似,但是括号的位置不同所表示的意思也就天壤之别:
指针数组和二维数组指针有着本质上的区别:
指针数组是一个数组,只是每个元素保存的都是指针,以上面的 p1 为例,在32位环境下它占用 4×5 = 20 个字节的内存。二维数组指针是一个指针,它指向一个二维数组,以上面的 p2 为例,它占用 4 个字节的内存。
至于多维数组和二维数组没有本质的区别,但是复杂度倒是高了许多。一般不常用。
结束语:
程序在运行过程中需要的是数据和指令的地址,变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的,它们都是地址的助记符:在编写代码的过程中,我们认为变量名表示的是数据本身,而函数名、字符串名和数组名表示的是代码块或数据块的首地址;程序被编译和链接后,这些名字都会消失,取而代之的是它们对应的地址。指针就是存放地址的一种变量。
常见的的指针:

1、 指针变量可以进行四则运算。指针变量的加减运算并不是简单的加上或减去一个整数,而是跟指针指向的数据类型与地址有关。
2、给指针变量赋值时,要将一份数据的地址赋给它,不能直接赋给一个整数,例如int *p = 1000;是没有意义的,使用过程中一般会导致程序崩溃。
3、使用指针变量之前一定要初始化,否则就不能确定指针指向哪里,如果它指向的内存没有使用权限,程序就崩溃了。对于暂时没有指向的指针,直接赋值NULL让它变为空指针。
4、数组也是有类型的,数组名的本意是表示一组类型相同的数据。在定义数组时,或者和 sizeof、& 运算符一起使用时数组名才表示整个数组,表达式中的数组名会被转换为一个指向数组的指针。
指针的用法暂时就这些,C指针大法这些才是入门!继续加油咯~
作者:Mr_Li_
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