C指针(二)

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一、指针与const限定符

const限定符与指针结合起来常见的情况有一下几种:

const int *a;
int const *a;

这两种写法是一样的，a是一个指向const int型的指针，a所指向的内存单元不可改写，所以(*a)++是不允许的，但a可以改写,所以a++可以。

int * const a;

a是一个指向int型的const指针，*a是可以改写的，但a不允许改写。

int const * const a;

a是一个指向const int型的const指针，因此*a与a都不允许改写。

指向非const变量的指针或非const变量的地址可以传给指向const变量的指针，编译器可以做隐式类型转换:

char c = 'a';
const char *pc = &c;

但是指向const变量的指针或const变量的地址不可以传给指向非const变量的指针，以免通过后者改写了前者所指向的内存单元，例如下面的代码编译器会警告:

const char c = 'a';
char *pc = &c;

字符串字面值类似于数组名，做右值使用时自动转换为指向首元素的指针，这种指针应该是const char *型。printf函数原型的第一个参数是const char *型，可以把char * 或const char *指针传给它。

二、指针与结构体

首先定义一个结构体类型然后定义这种类型的变量和指针:

struct unit {
    char c;
    int num;
};
struct unit u;
struct unit *p = &u;

要通过指针p访问结构体成员可以写成(*p).c和(*p).num，为了书写方便，c语言提供了->运算符，也可以写成p->c和p->num。

三、指向指针的指针与指针数组

int i;
int *pi = &i;
int *ppi = π

这样定义后，表达式*ppi取pi的值，表达式**ppi取i的值。

数组中的每个元素可以是基本类型，也可以是复合类型，因此也可以是指针类型。如定义一个数组a由十个元素组成，每个元素都是int *指针：

int *a[10];

这称为指针数组。

main函数的原型是int main(int argc, char *argv[]);。argc是命令行参数的个数。而argv是一个指向指针的指针而不是指针数组。函数原型中的[]表示指针而不表示数组，等价于char **argv。为什么不写成char **argv而写char * argv[]呢？主要是为了给读代码的人提供有用的信息，argv不是指向单个指针，而是指向指针数组的首元素。数组中每个元素都是char *指针，指向一个命令行参数字符串。

四、指向数组的指针与多维数组

以下定义一个指向数组的指针，数组有10个元素:

int (*a)[10];

我们可以认为[]比*有更高的优先级，如果a先和*结合则表示a是一个指针，如果a先和[]结合则表示a是一个数组。现在看指向数组的指针怎么用:

int a[10];
int (*pa)[10] = &a;

a是一个数组，在&a这个表达式中，数组名做左值，取整个数组的首地址赋给指针pa。注意&a[0]表示数组a的首元素的首地址，而&a表示数组a的首地址，显然这两个地址相同，但这两个表达式的类型是两种不同的指针类型，前者是int *,而后者类型是int (*)[10]。*pa就表示pa所指向的数组a，所以取数组的a[0]元素可以用表达式(*pa)[0]。注意到*pa可以写成pa[0],所以(*pa)[0]这个表达式也可以改写成pa[0][0],pa就像一个二维数组的名字，它表示什么含义呢？下面把pa和二维数组放在一起分析。

int a[5][10];和int (*pa)[10];之间的关系类似int a[10];和int *pa之间的关系：a是由一种元素组成的数组，pa则是指向这种元素的指针。所以如果pa指向a的首元素:

int a[5][10];
int (*pa)[10] = &a[0];

则pa[0]和a[0]取得是同一个元素，唯一比原来复杂的地方在于这个元素是由10个int组成的数组，而不是基本类型。这样，我们可以把pa当成二维数组名来用，pa[1][2]和a[1][2]取的也是同一个元素，而且pa比a用起来更灵活，数组名不支持赋值、自增等运算，而指针可以支持，pa++使pa跳过二维数组的一行(40个字节),指向a[1]的首地址。

五、函数类型和函数指针类型

在C语言中函数也是一种类型，可以定义指向函数的指针，指针变量的内存单元存放一个地址值，而函数指针存放的就是函数的入口地址(位于.text段)。

例:

#include <stdio.h>
void say_hello(const char *str)
{
     printf("Hello %s\n", str);
}
int main(void)
{
     void (*f)(const char *) = say_hello;
     f("Guys");
     return 0;
}

变量f的类型声明void (*f) (const char *),f首先跟*号结合在一起，因此是一个指针。(*f)外面是一个函数原型的格式，参数是const char *,返回值是void，所以f是指向这种函数的指针。而say_hello的参数是const char *,返回值是void，正好是这种函数，因此f可以指向say_hello。say_hello是一种函数类型类似于数组类型，做右值使用时自动转换成函数指针类型。当然也可以写成void (*f)(const char *) = &say_hello;把函数ay_hello先取地址再赋给f，不需要自动类型转换。

可以通过函数指针来调用函数:f("Guys")，也可以先用*f取出它所指的函数类型再调用函数:(*f)("Guys")。

可以先定义函数类型F:

typedef int F(void);

这种类型的函数不带参数，返回值是int，可以这样声明f和g:

F f, g;

相当于声明:

int f(void);
int g(void);

下面这个函数声明是错误的:

F h(void);

因为函数可以返回void类型、标量类型、结构体、联合体，但不能返回函数类型，也不能返回数组类型。而下面这个函数声明时正确的:

F *e(void);

函数e返回一个F *类型的函数指针，但是这样:

int (*fp)(void);

是声明了一个函数指针，而不是声明一个函数。e也可以这样声明:

F *fp;