指针的运算

• 当两个指针p1, p2相减时，p2-p1就是从p1到 p2，不包含p2的元素个数，结果的类型是ptrdiff_t

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int sub;
    int *p1 = &a[2];
    int *p2 = &a[8];

    sub=p2-p1;                                                                            
    printf("%d\n",sub);　　　　// 输出结果为 6

    return 0;
}

指针与数组(数组指针)

先来定义如下的二维数组：

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

a的意义

首先，对于一个数组而言，数组名就是该数组的首地址。

首地址：一段存储空间中的第一个存储单元的地址

所以对于这个二维数组 a[3][4],数组名a指向的就是第一个数组,用如下代码可以进行验证：

    printf("a=%p\n", a);
	printf("a+1=%p\n", a + 1);
	printf("a+2=%p\n", a + 2);

输出如下：

a=000000C63835F628
a+1=000000C63835F638
a+2=000000C63835F648

可以看到，每+1地址递增16。
a是数组名，是该数组的首地址，
指向该数组的第一个存储单元（一个一维数组）,a类型为 int(*)[4]
所以a+1 会跳到第二个数组，地址加上16B

*a的意义

	printf("*a=%p\n", *a);
	printf("*a+1=%p\n", *a + 1);
	printf("*(a+1)=%p\n", *(a + 1));

输出如下：

*a=000000C63835F628
*a+1=000000C63835F62C
*(a+1)=000000C63835F638

可以看到，每+1地址递增4。
*a指向以一个一维数组的首地址即

*a==a[0]==&a[0][0]

所以*a+1,地址会偏移4B，即指向下一个数据,

*a类型为int*

*(a+1),地址会偏移16B，即指向下一个一维数组的首地址。

&a的意义

	printf("&a=%p\n", &a);
	printf("&a+1=%p\n", &a + 1);
	printf("&(a+1)=ERORR\n");

输出如下：

&a=000000C63835F628
&a+1=000000C63835F658
&(a+1)=ERORR

&a指向整个二维数组，是取这个二维数组的地址。

&a类型为 int(*)[3][4]

&a+1 地址偏移了48B，跳过了整个二维数组

&a[0]的意义

	printf("&a[0]=%p\n", &a[0]);
	printf("&a[0]+1=%p\n", &a[0] + 1);
	printf("&a[0]+1=%p\n", &a[0]);
	printf("&(a[0]+1)=ERORR\n");

输出如下：

&a[0]=000000C63835F628
&a[0]+1=000000C63835F638
&a[0]+1=000000C63835F628
&(a[0]+1)=ERORR

&a[0]指向第一个数组，是取第一个数组的地址

&a[0]类型为 int(*)[4]

&a[0]+1 地址偏移了16B，跳过了第一个一维数组

a[0]的意义

	printf("a[0]=%p\n", a[0]);
	printf("a[0]+1=%p\n", a[0] + 1);
	printf("&a[0][0]%p\n", &a[0][0]);

a[0]是第一个数组的数组名，是第一个数组的首地址,即a[0]指向指向第一个存储单元a[0][0]

a[0]类型为 int*

a[0]+1,指向了第二个存储单元，地址偏移了4B
&a[0][0],是指向a[0][0]的指针，

&a[0][0]类型为 int*

指针数组

int *p[10]

[] 的优先级比 * 高，故 p 先与 [] 结合，成为一个数组 p[]；再由 int * 指明这是一个 int的指针。数组的第 i 个元素是 *p[i]，而 p[i] 是一个指针。

数组指针

int (*p)[10]

由于 () 的优先级最高，所以 p 是一个指针，指向一个 int 类型的一维数组，这个一维数组的长度是 10，这也是指针 p 的步长。也就是说，执行 p+1 时，p 要跨过10 个 int 型数据的长度。数组指针与二维数组联系密切，可以用数组指针来指向一个二维数组，如下：

#include <stdio.h>
 
 int main()
 	{
     	int arr[2][3] = 
		    {
			 {1,2,3},
			 {4,5,6}
			};             // 定义一个二维数组并初始化

     	int (*p)[3];       // 指针指向一个含有3个元素的一维数组
 
    	p = arr;           // p 指向 arr[0]==&arr[0][0]
     	printf("%d\n",(*p)[0]);　　// 输出结果为 1
    	p++;　
     	printf("%d\n",(*p)[1]);  // 输出结果为5
		return 0;	
 	}

访问数组中的元素

1. 下标法 printf("a[i][j]\n");

	printf("a[i][j]\n");
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 4; j++)
			printf("%5d", a[i][j]);

		printf("\n");
	}

2. 指针法

1. printf("1:*(a[i]+j)\n");

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 4; j++)
			printf("%5d", *(a[i] + j));
		printf("\n");
	}

2. printf("2:*(*(a+i)+j)\n");

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 4; j++)
			printf("%5d", *(*(a + i) + j));
		printf("\n");
	}

亦即a[i][j]==*&a[i][j]==*(a[i]+j)==*(*(a+i)+j)

综合上面的分析，对于二维数组a[3][4]有如下结论：

数组指针

类型 (*指针名)[N]; //N元素个数
数组指针是指向含 N 个元素的一维数组的指针。由于二维数组每一行均是一维数组，故通常使用指向一维数组的指针指向二维数组的每一行。

• 注意：[]运算的优先级高于*，int *p[N]为指针数组，每个元素类型为 int*

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a[3][4];
	int(*p)[4]=a;//a是首地址，指向一维数组，类型为int(*)[4]与p吻合
	//第i行首地址 p+i==a+i，其余操作与上文一直
}

指针数组

指针数组最主要的用途是处理字符串。在 C 语言中，一个字符串常量代表返回该字符串首字符的地址，即指向该字符串首字符的指针常量，而指针数组的每个元素均是指针变量，故可以把若干字符串常量作为字符指针数组的每个元素。通过操作指针数组的元素间接访问各个元素对应的字符串。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//#define NULL ( (void*) 0)
int main()
{
    char *c[]={"if","else","for","while",NULL};
    for(int i=0;c[i]!=NULL;i++)
        puts(c[i]);
    system("pause");
    return 0;
}

注意：

1. 首地址：一段存储空间中的第一个存储单元的地址
2. 分析指针：关键不在指针的值，而实指针的类型及其指向
3. *a==a[0]==&a[0][0]
4. 访问数组元素:

• 下标法
• 指针法
  *(a[i]+j)==*(*(a+i)+j)

结构指针

结构指针是指向结构的指针，使用 -> 操作符来访问结构指针的成员。

#include<stdio.h>
typedef struct{
	char name[10];
	int age;
	int score;
}message;
int main()
{

	message mess={"elio",18,92};
	message *p=&mess;
	printf("%s\n",p->name);//输出elio
	printf("%d\n",p->score);//输出92

	return 0;
}

指针与函数

C语言的所有参数均是以“传值调用”的方式进行传递的，这意味着函数将获得参数值的一份拷贝。这样，函数可以放心修改这个拷贝值，而不必担心会修改调用程序实际传递给它的参数。

指针作为函数的参数

• 传值调用：实参为要处理的数据，函数调用时，把要处理数据（实参）的一个副本复制到对应形参变量中，函数中对形参的所有操作均是对原实参数据副本的操作，无法影响原实参数据。且当要处理的数据量较大时，复制和传输实参的副本可能浪费较多的空间和时间。

• 传址调用：顾名思义，实参为要处理数据的地址，形参为能够接受地址值的“地址箱”即指针变量。函数调用时，仅是把该地址传递给对应的形参变量，在函数体内，可通过该地址（形参变量的值）间接地访问要处理的数据，由于并没有复制要处理数据的副本，故此种方式可以大大节省程序执行的时间和空间。

• 传值调用的好处是是被调函数不会改变调用函数传过来的值，可以放心修改。但是有时候需要被调函数回传一个值给调用函数，这样的话，传值调用就无法做到。为了解决这个问题，可以使用传指针调用。指针参数使得被调函数能够访问和修改主调函数中对象的值。

#include <stdio.h>
void swap1(int a,int b) // 参数为普通的 int 变量
{
int temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void swap2(int *a,int *b) // 参数为指针，接受调用函数传递过来的变量地址作为参数，对所指地址处的内容进行操作
{
int temp; // 地址本身并没有改变，地址所对应的内存段中的内容发生了变化
temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main()
{
int x = 1,y = 2;
swap1(x,y); // 将 x,y 的值本身作为参数传递给了被调函数
printf("%d %5d\n",x,y); // 输出结果为：1 2
swap(&x,&y); // 将 x,y 的地址作为参数传递给了被调函数，传递过去的也是一个值，与传值调用不冲突
printf("%d %5d\n",x,y); // 输出结果为：2 1
return 0;
}

指向函数的指针

指针做函数返回值 类型*函数名(形参)

有时函数调用结束后，需要函数返回给调用者某个地址即指针类型，以便于后续操作，这种函数返回类型为指针类型的函数，通常称为指针函数。在处理字符串中常见。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
char *link(char*str1,char*str2);
int main()
{
    char s1[20]="Chinese";
    char s2[10]="Dream";
    char *p=link(s1,s2);
    puts(p);
    system("pause");
    return 0;
}
char *link(char*str1,char*str2)
{
    char*p1=str1;
    char*p2=str2;
    while(*p1!=\'\0\')
        p1++;//结束时p1指向字符串str1的结尾
    *p1=\' \';
    p1++;
    while(*p2!=\'\0\')
    {
        *p1=*p2;
        p2++;
        p1++;//*p1++=*p2++
    }
    return str1;
}

指向函数的指针————函数指针

函数像其他变量一样，在内存中也占用一块连续的空 间，把该空间的起始地址称为函数指针。而函数名就是该空间的首地址，故函数名是常量指针。可把函数指针保存到函数指针变量中。

返回类型(*指针变量名)(函数参数表);
定义中，括号不能省略。

int *p1(int,int)//声明了函数原型，函数名为p1，含有俩int参数，返回值int*
int (*p2)(int,int)//定义了一个函数指针变量p2，p2指向任意含有俩int参数，返回值为整型的函数

定义如下函数

int f1(int a,int b)
{
	//...
}
p2=f1//p2=&f1;

在给函数指针变量赋值时，函数名前面的取地址操作符 & 可以省略。因为在编译时，C 语言编译器会隐含完成把函数名转换成对应指针形式的操作，故加 & 只是为了显式说明编译器隐含执行该转换操作。

当函数指针变量p2被初始化，指向f1之后，调用f1(),有以下几种方式

int res;
res=f1(a,b);
res=p1(a,b);
res=(*p1)(a,b)

下面的程序，是一个应用函数指针的例子。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void cal(void(*ptr)(int,int),int op1,int op2);
void add(int a,int b);
/* sub mult div */
int main()
{
    int num;
    int a,b;
    printf("Operation menu:\n");
//    printf("1 for add       2 for sub\n");
//    printf("3 for mult      4 for div\n");
    printf("Enter the operator:");
    scanf("%d",&num);
    printf("Input 2 numbers:\n");
    scanf("%d %d",&a,&b);
    switch (num){
    case 1:
        cal(add,a,b);
        break;
    /*codes*/
    default:
        printf("Input error!");
    }
    system("pause");
    return 0;
}
void cal(void(*ptr)(int a,int b),int op1,int op2){
    ptr(op1,op2);
}