C/C++ 指针详解与各种指针定义 - 指南

C/C++ 指针详解与各种指针定义 - 指南

在 C/C++ 学习过程中,指针 是一大难点。很多初学者一看到 int *p[10];、int (*p)[10]; 或者 int (*f)(int); 就一脸懵。本文就从指针的基础开始,逐步过渡到各种复杂的定义,并配合示例进行解释,帮助你彻底搞懂指针。

一、认识指针指针是 保存地址的变量。在 C 语言中,所有对象(变量、数组、函数)在内存中都有地址。指针变量就是用来存储这些地址,并间接访问目标对象。

例如:

int a = 10;

int *p = &a; // p 保存了变量 a 的地址

printf("%d\n", *p); // 输出 10

为什么需要指针?

通过指针可以访问和修改其他变量的值;

指针可以用来操作数组、字符串;

动态内存分配必须使用指针;

指针是函数参数传递大数据的高效方式;

函数指针可以实现回调和“面向接口”的设计。

二、各种指针的定义我们来看一些常见的指针定义。技巧:从变量名往外读,结合括号优先级。

一个整形数:

int a;

一个指向整形数的指针:

int *a;

一个指向指针的指针,它指向的指针指向一个整形数:

int **a;

一个有 10 个整形数的数组:

int a[10];

一个有 10 个指针的数组,每个指针指向一个整形数:

int *a[10];

一个指向有 10 个整形数的数组的指针:

int (*a)[10];

一个指向指针的指针,被指向的指针指向一个有 10 个整形数的数组:

int (**a)[10];

一个指向数组的指针,该数组有 10 个整形指针:

int *(*a)[10];

一个指向函数的指针,该函数有一个整形参数并返回一个整形数:

int (*a)(int);

一个有 10 个指针的数组,每个指针指向一个函数,该函数有一个整形参数并返回一个整形数:

int (*a[10])(int);

一个函数指针,指向的函数有两个整形参数,并且返回一个函数指针;返回的函数指针指向一个函数,该函数有一个整形参数并返回整形数:

int (*(*a)(int, int))(int);

三、指针与数组1.指针引用数组

int arr[5] = {1,2,3,4,5};

int *p = arr; // 等价于 &arr[0]

printf("%d\n", *(p+2)); // 输出 3

2.指针和二维数组

int arr[3][4];

int (*p)[4] = arr; // p 指向一个有 4 个元素的数组

数组指针 vs 指针数组

int (*p)[10]; → 数组指针,p 指向一个整型数组

int *p[10]; → 指针数组,p 是数组,里面每个元素是整型指针

四、二维数组与指针的关系(重点)二维数组在内存中是按行顺序存储的,本质上可以看作“一维数组的数组”。理解这一点对于写对指针运算非常关键。下面举例说明(假设 int a[3][4] 的基地址是 2000,每个元素占 4 字节):

表达式含义地址/值a数组名,指向第 0 行数组(a[0])2000a[0] / *(a+0) / *a第 0 行第 0 列元素地址2000a+1 / &a[1]第 1 行首地址2016a[1] / *(a+1)第 1 行第 0 列元素地址2016a[1]+2 / *(a+1)+2 / &a[1][2]第 1 行第 2 列元素地址2024*(a[1]+2) / *(*(a+1)+2) / a[1][2]第 1 行第 2 列元素的值(假设为 13)13 规律:

a[i] 相当于第 i 行首地址

a[i]+j 相当于第 i 行第 j 列元素地址

*(*(a+i)+j) 相当于 a[i][j] 的值

这个表能帮助你彻底掌握二维数组和指针的对应关系。

五、函数指针函数在内存中也有地址,指针可以指向函数。

int add(int x, int y) { return x + y; }

int (*pf)(int,int) = add;

printf("%d\n", pf(2,3)); // 输出 5

函数指针常用于:

回调函数(如 qsort)

策略模式(选择不同的函数执行)

六、qsort 与函数指针(重点)qsort 是 C 标准库 提供的一个快速排序函数,使用时需要 传入一个函数指针作为比较函数。

函数原型

void qsort(

void *base, // 待排序数组的首地址

size_t num, // 元素个数

size_t size, // 每个元素的大小(字节数)

int (*cmp)(const void*, const void*) // 比较函数指针

);

参数说明

base → 待排序数组首地址

num → 元素个数

size → 每个元素大小(用 sizeof)

cmp → 比较函数,需要用户自己写,返回值规则:

< 0:第一个元素在前= 0:相等>0:第一个元素在后示例 1:排序整型数组

#include

#include

// 比较函数:升序

int cmpInt(const void *a, const void *b) {

return *(int*)a - *(int*)b;

}

int main() {

int arr[] = {42, 15, 7, 23, 4};

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

qsort(arr, n, sizeof(int), cmpInt);

for(int i=0; i

输出:

4 7 15 23 42

示例 2:按字符串长度排序

#include

#include

#include

int cmpStrLen(const void *a, const void *b) {

const char *s1 = *(const char**)a;

const char *s2 = *(const char**)b;

return strlen(s1) - strlen(s2);

}

int main() {

const char *arr[] = {"apple", "banana", "pear", "grape"};

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

qsort(arr, n, sizeof(char*), cmpStrLen);

for(int i=0; i

输出:

pear grape apple banana

规律:

qsort 的精髓在于“比较函数指针”

通过函数指针,qsort 可以对任意类型进行排序(整型、浮点型、字符串、结构体等)

这就是函数指针在 C 语言里“回调函数”的经典应用

七、多级指针二级指针:int **pp;

常用于:

动态内存分配二维数组

修改指针本身的值(如 char **argv)

多级指针:int ***ppp;

实际项目中一般用在链表、树等复杂数据结构。

八、总结指针是存放地址的变量,是 C 语言的精华。

理解指针声明的技巧:从变量名往外读,注意括号优先级。

常见指针包括:

指向基本类型的指针

指针数组、数组指针

函数指针、指针函数

多级指针

二维数组和指针的关系一定要通过“地址运算表”掌握,写程序时才不会乱。

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