基本解釋
1、指針的本質(zhì)是一個(gè)與地址相關(guān)的復(fù)合類型,它的值是數(shù)據(jù)存放的位置(地址);數(shù)組的本質(zhì)則是一系列的變量。
2、數(shù)組名對(duì)應(yīng)著(而不是指向)一塊內(nèi)存,其地址與容量在生命期內(nèi)保持不變,只有數(shù)組的內(nèi)容可以改變。指針可以隨時(shí)指向任意類型的內(nèi)存塊,它的特征是“可變”,所以我們常用指針來(lái)操作動(dòng)態(tài)內(nèi)存。
3、當(dāng)數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行傳遞時(shí),該數(shù)組自動(dòng)退化為同類型的指針。
問題:指針與數(shù)組
聽說(shuō)char a[]與char *a是一致的,是不是這樣呢?
答案與分析:
指針和數(shù)組存在著一些本質(zhì)的區(qū)別。當(dāng)然,在某種情況下,比如數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行傳遞時(shí),由于該數(shù)組自動(dòng)退化為同類型的指針,所以在函數(shù)內(nèi)部,作為函數(shù)參數(shù)傳遞進(jìn)來(lái)的指針與數(shù)組確實(shí)具有一定的一致性,但這只是一種比較特殊的情況而已,在本質(zhì)上,兩者是有區(qū)別的。請(qǐng)看以下的例子:
char a[] = "Hi, pig!";
char *p = "Hi, pig!";
上述兩個(gè)變量的內(nèi)存布局分別如下:
數(shù)組a需要在內(nèi)存中占用8個(gè)字節(jié)的空間,這段內(nèi)存區(qū)通過(guò)名字a來(lái)標(biāo)志。指針p則需要4個(gè)字節(jié)的空間來(lái)存放地址,這4個(gè)字節(jié)用名字p來(lái)標(biāo)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(gè)p指向某地連續(xù)的8個(gè)字節(jié),即字符串“Hi, pig!”。
另外,例如:對(duì)于a[2]和p[2],二者都返回字符‘i’,但是編譯器產(chǎn)生的執(zhí)行代碼卻不一樣。對(duì)于a[2],執(zhí)行代碼是從a的位置開始,向后移 動(dòng)2兩個(gè)字節(jié),然后取出其中的字符。對(duì)于p[2],執(zhí)行代碼是從p的位置取出一個(gè)地址,在其上加2,然后取出對(duì)應(yīng)內(nèi)存中的字符。
問題:數(shù)組指針
為什么在有些時(shí)候我們需要定義指向數(shù)組而不是指向數(shù)組元素的指針?如何定義?
答案與分析:
使用指針,目的是用來(lái)保存某個(gè)元素的地址,從而來(lái)利用指針獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn),那么在元素需要是數(shù)組的情況下,就理所當(dāng)然要用到指向數(shù)組的指針,比如在高維需要?jiǎng)討B(tài)生成情況下的多維數(shù)組。
定義例子如下: int (*pElement)[2]。
下面是一個(gè)例子:
int array[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
int (*pa)[3]; //定義一個(gè)指向數(shù)組的指針
pa = &array[0]; // '&'符號(hào)能夠體現(xiàn)pa的含義,表示是指向數(shù)組的指針
printf ("%d", (*pa)[0]); //將打印array[0][0],即1
pa++; // 猜一猜,它指向誰(shuí)?array[1]?對(duì)了!
printf ("%d", (*pa)[0]); // 將打印array[1][0],即4
上述這個(gè)例子充分說(shuō)明了數(shù)組指針—一種指向整個(gè)數(shù)組的指針的定義和使用。
需要說(shuō)明的是,按照我們?cè)诘谒钠懻撨^(guò)的,指針的步進(jìn)是參照其所指對(duì)象的大小的,因此,pa++將整個(gè)向后移 動(dòng)一個(gè)數(shù)組的尺寸,而不是僅僅向后移 動(dòng)一個(gè)數(shù)組元素的尺寸。
問題:指針數(shù)組
有如下定義:
struct UT_TEST_STRUCT *pTo[2][MAX_NUM];
請(qǐng)分析這個(gè)定義的意義,并嘗試說(shuō)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(shù)組指針,現(xiàn)在又提到了指針數(shù)組,兩者形式很相似,那么,如何區(qū)分兩者的定義呢?分析如下:
數(shù)組指針是:指向數(shù)組的指針,比如 int (*pA)[5]。
指針數(shù)組是:指針構(gòu)成的數(shù)組,比如int *pA[5]。
至于上述指針數(shù)組的好處,大致有如下兩個(gè)很普遍的原因:
a)、各個(gè)指針內(nèi)容可以按需要?jiǎng)討B(tài)生成,避免了空間浪費(fèi)。
b)、各個(gè)指針呈數(shù)組形式排列,索引起來(lái)非常方便。
在實(shí)際編程中,選擇使用指針數(shù)組大多都是想要獲得如上兩個(gè)好處。
問題:指向指針的指針
在做一個(gè)文本處理程序的時(shí)候,有這樣一個(gè)問題:什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合于按行存儲(chǔ)文本?
答案與分析:
首先,我們來(lái)分析文本的特點(diǎn),文本的主要特征是具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性,一行文本的字符個(gè)數(shù)或多或少不確定,整個(gè)文本所擁有的文本行數(shù)也是不確定的。這樣的特征決定了用固定的二維數(shù)組存放文本行必然限制多多,缺乏靈活性。這種場(chǎng)合,使用指向指針的指針有很大的優(yōu)越性。
現(xiàn)實(shí)中我們嘗試用動(dòng)態(tài)二維數(shù)組(本質(zhì)就是指向指針的指針)來(lái)解決此問題:
圖示是一個(gè)指針數(shù)組。所謂動(dòng)態(tài)性指橫向(對(duì)應(yīng)每行文本的字符個(gè)數(shù))和縱向(對(duì)應(yīng)整個(gè)文本的行數(shù))兩個(gè)方向都可以變化。
就橫向而言,因?yàn)橹羔樀撵`活性,它可以指向隨意大小的字符數(shù)組,實(shí)現(xiàn)了橫向動(dòng)態(tài)性。
就豎向而言,可以動(dòng)態(tài)生成及擴(kuò)展需要的指針數(shù)組的大小。
[NextPage]
下面的代碼演示了這種動(dòng)態(tài)數(shù)組的用途:
// 用于從文件中讀取以 '\0'結(jié)尾的字符串的函數(shù)
extern char *getline(FILE *pFile);
FILE *pFile;
char **ppText = NULL; // 二維動(dòng)態(tài)數(shù)組指針
char *pCurrText = NULL; // 指向當(dāng)前輸入字符串的指針
ULONG ulCurrLines = 0;
ULONG ulAllocedLines = 0;
while (p = getline(pFile))
{
if (ulCurrLines >= ulAllocedLines)
{
// * 當(dāng)前豎向空間已經(jīng)不夠了,通過(guò)realloc對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。
ulAllocedLines += 50; // 每次擴(kuò)展50行。
ppText = realloc (ppText, ulAllocedLines * (char *));
if (NULL == ppText)
{
return; // 內(nèi)存分配失敗,返回
}
}
ppText[ulCurrLines++] = p; // 橫向“擴(kuò)展”,指向不定長(zhǎng)字符串
}
問題:指針數(shù)組與數(shù)組指針與指向指針的指針
指針和數(shù)組分別有如下的特征:
指針:動(dòng)態(tài)分配,初始空間小
數(shù)組:索引方便,初始空間大
下面使用高維數(shù)組來(lái)說(shuō)明指針數(shù)組、數(shù)組指針、指向指針的指針各自的適合場(chǎng)合。
多維靜態(tài)數(shù)組:各維均確定,適用于整體空間需求不大的場(chǎng)合,此結(jié)構(gòu)可方便索引,例a[10][40]。
數(shù)組指針:低維確定,高維需要?jiǎng)討B(tài)生成的場(chǎng)合,例a[x][40]。
指針數(shù)組:高維確定,低維需要?jiǎng)討B(tài)生成的場(chǎng)合,例a[10][y]。
指向指針的指針:高、低維均需要?jiǎng)討B(tài)生成的場(chǎng)合,例a[x][y]。
問題:數(shù)組名相關(guān)問題
假設(shè)有一個(gè)整數(shù)數(shù)組a,a和&a的區(qū)別是什么?
答案與分析:
a == &a == &a[0],數(shù)組名a不占用存儲(chǔ)空間。需要引用數(shù)組(非字符串)首地址的地方,我一般使用&a[0],使用a容易和指針混淆,使用&a容易和非指針變量混淆。
區(qū)別在于二者的類型。對(duì)數(shù)組a的直接引用將產(chǎn)生一個(gè)指向數(shù)組第一個(gè)元素的指針,而&a的結(jié)果則產(chǎn)生一個(gè)指向全部數(shù)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(huì)提示你錯(cuò)誤,*/
/*顯示整數(shù)指針與整數(shù)數(shù)組指針不一樣 */
問題:函數(shù)指針與指針函數(shù)
請(qǐng)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(shù),返回一個(gè)指針的函數(shù)。
函數(shù)指針,指向一個(gè)函數(shù)的指針。
可知:
pF1是一個(gè)指針函數(shù),它返回一個(gè)指向int型數(shù)據(jù)的指針。
pF2是一個(gè)函數(shù)指針,它指向一個(gè)參數(shù)為空的函數(shù),這個(gè)函數(shù)返回一個(gè)整數(shù)。
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