C/C++指针、函数、结构体、共用体

指针

变量与地址

变量给谁用的?

变量是对某一块空间的抽象命名。

变量名就是你抽象出来的某块空间的别名。

指针就是地址。指向某个地址。

指针与指针变量

指针是指向某块地址。指针(地址)是常量。

指针变量是可以发生变化的。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 1;
    int *p = &i;

    printf("i = %d  \n", i);
    printf("&i = %p \n", &i);
    printf(" p = %p \n", p);
    printf("&p = %p \n", &p);
    printf("*p = %d \n", *p);

    // 为什么不用char* p = &i;

    //TYPE  NAME = VALUE
    //int*  p    = &i;
    //int   i    = 1;

}

直接访问间接访问

占内存空间

都是8字节，linux 64 位中。

空指针 野指针 空类型

int * i= NULL;

指针运算

两个指针同时指向一个数组。++ 、--、比较、关系、&、*

指针与一维数组

数组名和 指针的区别?
a是数组名字是一个表示地址的常量。
指针是一个变量。
a++;
p++;

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[3] = {1,2,3};
    int *p = a;

    int i;
    for(i = 0;i < sizeof(a)/sizeof(*a); i++) {
        printf("%d %d %d %d \n",a[i],*(a+i),p[i],*(p+i)); // a[i]
        printf("%p %p %p %p \n",a+i, &a[i],p+i, p+i); // &a[i]
    }
    printf("\n");

}

这里代码体现什么是指针常量什么是指针变量？

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[3];
    int i;
    int *p = a;

    for(i = 0;i < sizeof(a)/sizeof(*a); i++) {
        printf("%p -> %d\n",&a[i],a[i]);
    }

    for(i = 0;i <sizeof(a)/sizeof(*a); i++) {
        scanf("%d",p++);
    }
    //p = a;
    for(i = 0;i < sizeof(a)/sizeof(*a); i++,p++) {
        printf("%p -> %d\n",p,*p);
    }

    printf("\n");

}

指针与二维数组

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

int main()
{
    int a[2][3] = {1,2,3,4,5,9};
    int i,j;
    int *p;
//(W)    p = a;
    //wall等号右边a是在行间跳转的指针
    // 等号左边是列间跳转的指针
    p = *(a+0);
    //p = &a[0][0];//*(a+0),*a;

    printf("%p->%p \n", a, a + 1);
    // printf("%p -> %d \n\n",p,*p);

    // for(i = 0; i < 6; i++,p++) {
    //     printf("%d ",*p);
    // }
    // printf("\n");

    for(i = 0;i < 2; i++) {
        for(j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%p->%d\n",&a[i][j],a[i][j]);
            printf("%p->%d\n",*(a+i)+j,*(*(a+i)+j));
            //printf("%p->%d\n",a[i]+j,*(*(a+i)+j));
            //printf("%d ",a[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    exit(0);
}

指针与字符数组

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

// 字符指针和字符数组之间的使用

//
// 练习 定义数组后定义指针 后面操作都用指针实现

int main()
{

#if 0
    char* str = "hello"; // "hello" 串常量
    printf("%d %d \n",sizeof(str),strlen(str));// 8 5
    //strcpy(str,"world"); //err 为什么不可以？区分字符指针和字符数组的区别  :企图用"world" 覆盖串常量
    str = "world";
    puts(str);
#endif 

#if 0
    char str[] = "hello";
    printf("%d %d \n",sizeof(str),strlen(str));// 6 5

// (F) str = "hhhh"; // 数组名是一个地址常量怎么可能放到等号左边？？？
    strcpy(str,"jjjj");
    puts(str);

#endif 

#if 0
    char str[] = "hello  world";
    char *p = str + 7;
    puts(str);
    puts(p);
#endif 

    exit(0);
}

const与指针

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*
    常见const
    const int a;
    int const a;

    const int *p; // 常量指针
    int const *p;

    int *const p; // 指针常量

    const int *const p;

    define 不检查语法
*/

int main()
{
    #if 0
        // cosnt修饰常规变量的使用特点
        // 这个警告已经构成error
        const float pi = 1.14159;
        // pi = 9999.2;
        float *p = &pi; // initialization discards ‘const’ qualifier from pointer target type [enabled by default]
        *p = 1223.333333;
        // 修改方法 const float *p = &pi; 

        printf("%f\n",pi); // 1223.333333
        printf("%f\n",*p);
    #endif

    // 常量指针:指针的指向可以发生变化但是指针所指向的目标值是不能变化的
    // const  *p
    // 值不能变
    // 指向可以发生变化

    int i = 1;
    const int *p1 = &i;
    int j = 88;

//T    i= 10;
//F    *p1 = 99;
//T    p1 = &j;
    printf("%d\n",i);
    printf("%d\n",*p1);

    // 指针常量:指针的指向不能发生变化，指针所指向的目标变量的值可以发生变化。
    int i = 1;
    int j= 100;
    int * const p1 = &i;

//T    *p1 = 10;
//F     p1 = &j;
    printf("%d\n",i);
    printf("%d\n",*p1);

    //const 左右都有 指向和值都不能变
    int num = 10;
    const int* const p3 = &num;
    // *p3 = 99;
    // p3 = &i;

    exit(0);
}

指针数组和数组指针的区别

数组指针

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*
    数组指针: [存储类型] 数据类型 (* 指针名) [下标] = 值;
    int (*p)[3]; -> type name; -> int[3] *p;
*/
int main()
{
    // 数组指针

    int a[2][3] = {1,2,3,4,5,9};
    int i,j;
    int *p = *a;
    int (*q)[3] = a;
    //printf("%d \n", *a); // a[0][0]的地址
    //printf("%d \n", **a); //1

    #if 0
    // printf("%d \n",*p);//q
    //int *p = *a;
    //printf("%d \n",*p); //q
    // int (*q)[3] = a+1;
    // printf("%d \n",**q); // 4

    printf("\n");

    for(i = 0;i < 2; i++) {
        for(j = 0; j < 3; j++) {
            // printf("%p->%d\n",*(a+i)+j,*(*(a+i)+j));
            printf("%p->%d\n",*(q+i)+j,*(*(q+i)+j));
        }
        printf("\n");
    }
    #endif 

}

指针数组：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
/*
    int *arr[3]; -> TYPE NAME; -> int *[3] arr;

*/
int main()
{

    char *name[5] ={"english","math","cpp","teacher","computer"};

    int i,j;
    for(i = 0; i < 5; i++) {
        puts(name[i]);
    }

    for(i = 0; i < 5 ;i++) {
        int k = i;
        for(j = i+1;j < 5; j++) {
            if(strcmp(name[k],name[j]) > 0) {
                k = j;
            }
        }
        if(k != i) {
            char *tmp = name[i];
            name[i] = name[k];
            name[k] = tmp;
        }

    }
    printf("排序后：\n");
    for(i = 0; i < 5; i++) {
        puts(name[i]);
    }

    exit(0);
}

指针和函数

函数：

echo $? // 显示上个命令的返回值

#include <iostream>
using namespace std;
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

/*

	定义：
	int a[N] = {1,2,3,4,5,6};
	int *p = a; 

->    a     *a    a[0]    &a[3]   p[i]   p     *p   p+1
->	  int*	int   int 	  int *	  int    int*  int  int*

*/
//void func1(int *a,int n)
void func1(int* a,int n,int *b)
{
	cout << "== b =" << *b<< endl; // 1
	for(int i = 0;i < n; i++)
	{
		printf("%d ",*(a+i));
	}
	printf("\n");

	return ;
}
int main(int argc, char** argv) {
	int arr[3] = {1,2,3};

	func1(arr,3,&arr[1]);//&(*(ar+1))

	return 0;
}

用指针与一维数组的使用：

void func2(int *p,int n)
{
	int m = n / 2;
	for(int i = 0;m--;i ++)
	{
		int j = n - i -1;
		int tmp = *(p+i);
		*(p+i) = *(p+j);
		*(p+j) = tmp;
	}
}
int main(int argc, char** argv) {
	int arr[] = {1,2,3,6,4,2,38,4,2,23};

	//func1(arr,3,&arr[1]);//&(*(ar+1))
	func2(arr,10);

	for(int i = 0;i < 10;i ++)
		cout << arr[i] << ' ' ;
	cout <<endl;

	return 0;
}

函数与二维数组：

#include <iostream>
using namespace std;
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

/*
	int a[M][N] = {......};
	int *p = a;
	int (*q)[N] = a;

->    a[i][j]    *(a+i)       a[i]+j    p[i]        *p
	  int        int *        int *     int         int

->    q[i][j]    *q           q             p+3         q+2
	   int       int*         int(*)[N]     int *        int (*)[N]

*/

void func(int *p,int n)
{

	for(int i = 0;i < n; i++)
	{
		cout << *p << ' ';
		p++;
	}

}
void print_arr(int (*p)[3])
{
	for(int i = 0;i < 3;i++)
	{
		for(int j = 0;j < 3;j++)
		{
			cout << *(*(p+i)+j) << ' ';
		}
		cout<< endl;
	}
}
int main(int argc, char** argv) {
	int arr[3][3] = {1,2,3,6,4,2,38,4,2};

	func(arr[0],9); // *arr &arr[0][0]  arr[0]
	//  这里func(arr,9)  形参是int *p 就报错  p是一个列指针，二维数组不一样 

	print_arr(arr);

	return 0;
}

案例使用二维数组传参

float average_score(int *a,int n)
{
	float sum = 0.0;
	for(int i = 0;i < n; i++)
	{
		sum += *(a+i);
	}

	return sum/n;
}
void find_num(int(*p)[3],int num)
{
	for(int i = 0;i < 3 ;i++)
		printf("%d ",*(*(p+num) + i));
	cout << endl;
	return ;
}
int main(int argc, char** argv) {
	int arr[3][3] = {1,2,3,6,4,2,38,4,2};

	float ave = 0.0;
	ave = average_score(*arr,9);
	printf("%f \n",ave);

	find_num(arr,0);

	return 0;
}

函数与指针关系的详细剖析

• 指针函数

  • 返回值 * 函数名（参数）

#if 0
void find_num(int(*p)[3],int num)
{
	for(int i = 0;i < 3 ;i++)
		printf("%d ",*(*(p+num) + i));
	cout << endl;
	return ;
}
#else
int * find_num(int(*p)[3],int num)
{
	return 	*(p+num);
}
#endif
int main(int argc, char** argv) {
	int arr[3][3] = {1,2,3,6,4,2,38,4,2};

	float ave = 0.0;
	ave = average_score(*arr,9);
	printf("%f \n",ave);

	int * res;

	res = find_num(arr,0);
	if(res != NULL)
	{
		for(int i = 0;i < 3;i++)
			printf("%d ",res[i]);
		cout <<endl;
	}
	else
	{
		printf("can not find\n");
	}

	return 0;
}

• 函数指针

#include <iostream>
using namespace std;

int add(int a,int b)
{
	return a+b;
}
int sub(int a,int b)
{
	return a-b;
}
int main(int argc, char** argv)
{
	int a = 2, b = 3;
	int (*p)(int,int);
	int (*q)(int,int);

	int ret;
	p = add;
	q = sub;

	printf("%d \n",p(a,b));
	printf("%d \n",q(a,b));

	return 0;
}

回调函数

• 函数指针数组

  • 类型 （*数组名[下标]）（形参）；

#include <iostream>
using namespace std;

int add(int a,int b)
{
	return a+b;
}
int sub(int a,int b)
{
	return a-b;
}
int main(int argc, char** argv)
{
	int a = 2, b = 3;
	int (*funcp[2])(int,int);

	int ret;
	funcp[0] = add;
	funcp[1] = sub;

	for(int i = 0;i < 2; i++)
	{
		ret = funcp[i](a,b);
		printf("%d \n",ret);
	}

	return 0;
}

• 指向指针函数的函数指针数组
  
  数组存放指针，指针指向函数，函数返回值是指针类型。
  
  

结构体

• 产生的意义
• 类型描述
• 嵌套定义
• 定义变量、初始化及引用
• 占用内存大小

定义和使用：

#include <iostream>
using namespace std;

#define NAMESIZE 100

struct simp_st
{
	int i,j;
	float f;
	char ch;
};

struct birthday_st
{
	int year,month,day;
};

struct student_st
{
	int id;
	char name[NAMESIZE];
	struct birthday_st birthday;
	int math;
	int chinese;
};

int main(int argc, char** argv)
{

	struct student_st stu = {10011,"Alan",{3011,22,11},22,54};
	struct student_st *p = &stu;
	printf("%d %s %d-%d-%d %d %d \n",stu.id,stu.name,stu.birthday.year,stu.birthday.month,stu.birthday.day,stu.math,stu.chinese);
	printf("%d %s %d-%d-%d %d %d \n",p->id,p->name,p->birthday.year,p->birthday.month,p->birthday.day,p->math,p->chinese);

	struct student_st stu[2] = {{10011,"Alan",{3011,22,11},22,54},{10012,"salay",{2021,2,12},88,66}};
	struct student_st *p = &stu[0];// &stu[0]  stu
	for(int i = 0;i < 2;i++,p++)
	{
		printf("%d %s %d-%d-%d %d %d \n",p->id,p->name,p->birthday.year,p->birthday.month,p->birthday.day,p->math,p->chinese);
	}

	return 0;
}

• 内存对齐问题
  
  addr/sizeof()

构造类型-结构体内存问题及函数传参

为后面linux高级铺垫。

• 可以实现一个学生管理系统。

• 产生及意义
• 类型描述
• 嵌套定义
• 定义变量
• 占用内存大小
• 函数传参
• 位域

union 名{
	数据类型 成员名1;
	数据类型 成员名2;
}；

• 枚举类型

enum 名{
	成员1;
	成员2;
	成员3;
}