带你学会指针进阶

前言：

     指针可以说是c语言的灵魂所在了。之所以这样认为，是因为它可以直接操作内存，而当我们写程序时，内存的报错有时候直接导致程序的崩溃，这时就需要我们一步步去检查我们的代码。但同时也为我们提供了很大的便利，比如数组或者结构体变量传参时，就不需要我们为它再开辟一块同样大小的内存块，只需要将它的首地址传过去，就可以访问它所有的数据。那么可以说它是把双刃剑，我们如何使用它就显得尤为重要了，接下来我会详细的介绍它。

目录

字符指针

🎈为什么是这样存呢？

🎈字符指针常量

🎈为什么存在这样的现象呢？

指针数组

数组指针 

🧢为什么是这个样子呢？

🧢数组指针写法的解读

🧢数组指针的使用 

🧢解读

函数指针

⚽函数地址

⚽函数指针写法解读 

⚽函数指针调用函数 

 函数指针数组

⚽函数指针数组写法解读

指向函数指针数组的指针

 🪖指向函数指针数组的指针写法解读

回调函数

🐵利用回调函数，改版冒泡排序，排序任何类型数据

🐵核心思想

🐵注意

🐵代码实现

小结

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字符指针

#include <stdio.h>
int main()
{
	const char* ptr = "hello word";
	printf("%s", ptr);
	return 0;
}

我们可以清楚地看到ptr指向的是首元素的地址 。

🎈为什么是这样存呢？

    首先ptr是一个char*类型的指针，如果认为是把“hello word”存进去显然也存不下，因为这块内存在申请时就是连续的内存块，所以我们只需要拿到它的首元素地址，就可以访问它整块内存了。

🎈字符指针常量：

int main()
{
	char str1[] = "hello word";
	char str2[] = "hello word";
 
	const char* ptr1 = "hello word";
	const char* prt2 = "hello word";
	return 0;
}

我们可以清楚看到str1和str2的首地址是不一样的，而ptr1和ptr2的首地址又是一样的。

🎈为什么存在这样的现象呢？

    str1和str2是向内存申请的不同的两个字符数组，那么不同的数组肯定在不同的内存块中存放，这和它的数组内容是没有关系的。

    ptr1和ptr2是const修饰的字符指针常量，它们指向的是常量字符串，而c/c++把常量字符串单独的存储在内存的一块区域，当用几个指针指向同一个常量字符串，它们指向的都是同一块内存空间。它们是常量字符串，是不可以修改的，意味着我们只可以读数据，所以我们只需要为它开辟一块内存空间即可。 

 指针数组

int main()
{
	int* arr[10] = { NULL };
	char* arr[10] = { NULL };
	return 0;
}

顾名思义，它强调的是数组，数组中存放的是指针，int *arr[10]存放的就是10个整形指针，char* arr[10]存放的就是10个字符指针。

数组指针 

顾名思义，它强调的是一个指针，存放的是整个数组的地址。

int main()
{
	int arr[10] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int(*pa)[10] = &arr;
	return 0;
}

可以清楚看见pa + 1跳过了40个字节，arr + 1跳过了4个字节。

🧢为什么是这个样子呢？

    首先&arr和arr看上去一样的，但实际指向是不同的，arr指向的是数组的首元素的地址，&arr指向的是整个数组的地址。它只不过是用首元素地址来表示，所以它们的步长是不一致的。pa的步长是40个字节，arr的步长是4个字节。

🧢数组指针写法的解读

    int(*pa)[10]，pa是这个数组指针变量的指针名，它的类型是int(*)[10]，指向的是10个整形的数组。

🧢数组指针的使用 

#include <stdio.h>
void print(int(*pa)[3], int row, int col)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			printf("%d ", pa[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}
int main()
{
	int arr[2][3] = {0,1,2,3,4,5};
	print(arr, 2, 3);
	return 0;
}

🧢解读：

     二维数组的传参，二维数组的数组名是首元素地址，即整个第一行数组的地址，所以传参时就需要数组指针取接收。

函数指针

#include <stdio.h>
void fun()
{
	printf("hello word\n");
}
int main()
{
	fun();
	printf("%p\n", fun);
	printf("%p\n", &fun);
	void(*pf)() = fun;
	(*pf)();
	return 0;
}

⚽函数地址

    可以清楚看见，fun和&fun是一样的，即函数的地址可以通过这两种方法得到。函数地址要想存起来，就得使用函数指针void(*pf)()存。

⚽函数指针写法解读 

void(*pf)()，pf指向函数的指针名，类型是void(*)()，指向的函数返会空，函数没有参数。

⚽函数指针调用函数： 

(*pf)()，对函数指针pf解引用找到fun函数，然后没有参数传递。

 函数指针数组

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int Sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int Mul(int x, int y)
{
	return x * y;
}
int Div(int x, int y)
{
	return x / y;
}
int main()
{
	int(*pfun[4])(int x, int y) = { Add,Sub,Mul,Div };
	//利用函数指针数组调用Add函数
	int sum = (*pfun[0])(2, 3);
	printf("%d", sum);
	return 0;
}

⚽函数指针数组写法解读

    int(*pfun[4])(int x, int y)，pfun先和[4]结合说明它是一个数组，int(*)(intx, int y)是pfun数组数据的类型，是一个函数指针，函数的返回类型是int，参数是(int x, int y)。

指向函数指针数组的指针

#include <stdio.h>
int sum(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int ret = sum(2, 3);
	int(*pfun_arr[3])(int x, int y) = { sum };
	int(*(*ppfun_arr)[3])(int x, int y) = &pfun_arr;
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

顾名思义，它强调的是一个指针，指向的是函数指针数组。

 🪖指向函数指针数组的指针写法解读：

    这个要对比去理解，比如数组指针：int(*pa)[5]，pa先和*结合说明它是一个指针，它的类型是int(*)[5]，指向的是5个整形的数组。可以看成就是在数组名前加一个 *，然后让它两先结合，就可以说这个指针是指向这个数组了。

    int(*pfun_arr[3])(int x, int y)，这个是函数指针数组，数组名是pfun_arr，由于数组名前已经有一个 *，那么我们把(*ppfun_arr)括起来让它先和 * 结合，int(*(*ppfun_arr)[3])(int x, int y)就可以说它是指向函数指针数组的指针。

回调函数

    回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的地址作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。

🐵利用回调函数，改版冒泡排序，排序任何类型数据

🐵核心思想：

    核心就是不同的数据类型比较方法不同，那么我们可以把比较那块抽离出来，写成一个函数。由于排序数据的类型我们自己清楚，所以只需要实现这个比较函数即可，然后把这个函数传入冒泡排序中比较那块即可。

🐵注意：

    这里使用了void*指针，它可以强转成任何类型的指针，为的就是不同类型的比较。需要把每个数据的首地址传入比较函数，然后强转成需要比较的数据类型，进行每个数据的比较 。  

    不同数据的交换，也是不一样的，所以我们把数据以字节为单位进行交换。在传入交换函数时，需要把每个数据的首字节地址传入过去，还需知道每个数据的宽度（字节数），进行每个数据的交换。

🐵代码实现：

#include <stdio.h>
typedef struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	char six[4];
}stu;
int cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return (*(int*)e1 - *(int*)e2);
}
int cmp2(const void* e1, const void* e2)
{
	return ((stu*)e1)->age - ((stu*)e2)->age;
}
void swap(char* a, char* b, int width)
{
	//元素以字节为单位交换
	while (width--)
	{
		char tmp = *a;
		*a = *b;
		*b = tmp;
		a++;
		b++;
	}
}
void bubble_sort(void* arr, int sz, int width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (cmp((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width) > 0)
			{
				//保证以元素来交换，传过去每个元素的首地址，width控制元素宽度
				swap((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	stu arr2[] = { {"aa",20,"男"},{"bb",18,"女"},{"cc",8,"男"} , {"dd",2,"无"} };
	int sz2 = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(int), cmp);
	bubble_sort(arr2, sz2, sizeof(arr2[0]), cmp2);
 
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
 
	return 0;
}

小结：

     指针这块理解和使用是相当重要的，我们在学习过程中难免出现内存的错误等其他类型的bug，所以我们需要大量的去写代码，发现bug，并且改正bug，相信坚持下去会有不一样的收获。