第三夜：指针和数组

今晚复习C语言的指针和数组。

指针

指针：指向一个变量的地址。

声明方式：

int *p;
char *q;

C语言**ptr**变量名的含义：pts就是**Pointer Recod(er)**的简写

指针的使用：定义指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量指向的地址的值。

空指针：指向0x0，啥也不是。

指针的值：指针的值的类型都是一样的，长度等于一个单位地址的长度的16进制数值（32位、64位等）

指针的类型：指针指向的数据类型必须是一个有效的 C 数据类型。

例如，在32位系统中：

#include <stdio.h>

int main (){
    int *p;
    char *t;
    printf("Length of p: %d\n", sizeof(p));
    printf("Length of t: %d\n", sizeof(t));
    printf("Length of *p: %d\n", sizeof(*p));
    printf("Length of *t: %d\n", sizeof(*t));
}

/*
执行结果：
Length of p: 4
Length of t: 4
Length of *p: 4
Length of *t: 1
*/

指针的算数运算

指针可以进行++、--、+、-等运算。

例：指针递增

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 3;
 
int main (){
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;
 
   /* 指针中的数组地址 */
   ptr = var;
   for ( i = 0; i < MAX; i++)   {
 
      printf("存储地址：var[%d] = %x\n", i, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );
 
      /* 移动到下一个位置 */
      ptr++;
   }
   return 0;
}

指针数组

可以通过指针来声明数组

#include <stdio.h>
 
int main (){
   const char *names[4] = { "Tom", "Bob", "Tony", "Jack" };
   
   int i = 0;
   while ( i < 4 ) {
      printf("Value of names[%d] = %s\n", i, names[i] );
      i++;
   }
   return 0;
}

指向指针的指针

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

例：

#include <stdio.h>
 
int main (){
   int  var;
   int  *ptr;
   int  **pptr;

   var = 3000;

   ptr = &var; // 取var的地址作为指针ptr的值

   pptr = &ptr; // 取ptr的地址作为pptr的值
   
   printf("&var(%x) => var(%d)\n", &var, var );
   printf("&ptr(%x) => ptr(%x) => *ptr(%d)\n", &ptr, ptr,*ptr );
   printf("&pptr(%x) => pptr(%x) => **pptr(%d)\n", &pptr, pptr, **pptr);

   return 0;
}

/*
执行结果：
&var(ffe3b11c) => var(3000)
&ptr(ffe3b118) => ptr(ffe3b11c) => *ptr(3000)
&pptr(ffe3b114) => pptr(ffe3b118) => **pptr(3000)
*/

指针作为函数参数

当指针(地址)作为函数参数时，函数可以在执行过程中改变指针所指向值：
例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
 
void getSeconds(unsigned long *par);

int main (){
    unsigned long sec;
    printf("[main] &sec(%x)=>sec(%ld): \n", &sec,sec);
    getSeconds( &sec );
    printf("[main] sec: %ld\n", sec );
    return 0;
}

void getSeconds(unsigned long *par){
    printf("[getSeconds] &par(%x)=>par(%x): \n", &par, par);
    /* 获取当前的秒数 */
    *par = time( NULL );
    return;
}

指针作为函数返回值

指针作为函数返回值时，调用方可以直接访问这个地址：
例：

#include <stdio.h>
 
int * getList();

int main (){
    int * i;
    int j;
    printf("[main] &i(%x) => i(%x)\n", &i,i);
    i = getList();
    printf("[main] &i(%x) => i(%x)\n", &i,i);
    //for(j=0;j<5;j++)
    //    printf("%d\t", i[j]);
    return 0;
}

int * getList(){
    static int list[5]={1,2,3,4,5};
    printf("[getList] &list(%x) => list(%x)\n", &list,list);
    return list;
}

/*
执行结果：
[main] &i(ff94f03c) => i(5661b25b)
[getList] &list(5661e01c) => list(5661e01c)
[main] &i(ff94f03c) => i(5661e01c)
*/

数组

一维数组

int arr[] = {1,2,3,4,5};
char list[] = {"Tom", "Tony"};

多维数组

多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化：

int a[3][4] = {  
 {0, 1, 2, 3} ,   /*  初始化索引号为 0 的行 */
 {4, 5, 6, 7} ,   /*  初始化索引号为 1 的行 */
 {8, 9, 10, 11}   /*  初始化索引号为 2 的行 */
};

// Or

int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

多维数组的访问：

int val = a[2][3]; //获取数组中第2行第3个元素

数组作为函数参数

#include <stdio.h>
 
/* 函数声明 */
double getAverage(int arr[], int size);
 
int main (){
   /* 带有 5 个元素的整型数组 */
   int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
   double avg;
 
   /* 传递一个指向数组的指针作为参数 */
   avg = getAverage( balance, 5 ) ;
 
   /* 输出返回值 */
   printf( "平均值是： %f ", avg );
    
   return 0;
}
 
double getAverage(int arr[], int size){
  int    i;
  double avg;
  double sum=0;
 
  for (i = 0; i < size; ++i)  {
    sum += arr[i];
  }
 
  avg = sum / size;
 
  return avg;
}

数组作为函数返回值

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/* 要生成和返回随机数的函数 */
int * getRandom(){
  static int  r[10];
  int i;
 
  /* 设置种子 */
  srand( (unsigned)time( NULL ) );
  for ( i = 0; i < 10; ++i){
     r[i] = rand();
     printf( "r[%d] = %d\n", i, r[i]);
  }
 
  return r;
}
 
/* 要调用上面定义函数的主函数 */
int main (){
   /* 一个指向整数的指针 */
   int *p;
   int i;
 
   p = getRandom();
   for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
       printf( "*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));
   }
 
   return 0;
}

指针和数组的关系

在C语言中，数组名是一个指向数组中第一个元素的常量指针，例如

double balance[50];

这个数组中，balance是一个指向&balance[0] 的指针，即数组 balance 的第一个元素的地址。

因此，把 p 赋值为 balance 的第一个元素的地址：

double *p;
double balance[10];

p = balance;

使用数组名作为常量指针是合法的，反之亦然。因此，*(balance + 4) 是一种访问 balance[4] 数据的合法方式。

把第一个元素的地址存储在 p 中，就可以使用 *p、*(p+1)、*(p+2)等来访问数组元素(也等同于*list+1)。