C语言笔记 07_枚举&指针

emum(枚举)

枚举是 C 语言中的一种基本数据类型，它可以让数据更简洁，更易读。

枚举语法定义格式为：

enum　枚举名　{枚举元素1,枚举元素2,……};

举个例子，比如：一星期有 7 天，如果不用枚举，我们需要使用 #define 来为每个整数定义一个别名：

#define MON  1
#define TUE  2
#define WED  3
#define THU  4
#define FRI  5
#define SAT  6
#define SUN  7

这个看起来代码量就比较多，接下来我们看看使用枚举的方式：

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

这样看起来是不是更简洁了。

注意：第一个枚举成员的默认值为整型的 0，后续枚举成员的值在前一个成员上加 1。我们在这个实例中把第一个枚举成员的值定义为 1，第二个就为 2，以此类推。

可以在定义枚举类型时改变枚举元素的值：

enum season {spring, summer=3, autumn, winter};

没有指定值的枚举元素，其值为前一元素加 1。也就说 spring 的值为 0，summer 的值为 3，autumn 的值为 4，winter 的值为 5

枚举变量的定义

前面我们只是声明了枚举类型，接下来我们看看如何定义枚举变量。

我们可以通过以下三种方式来定义枚举变量

1、先定义枚举类型，再定义枚举变量

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};
enum DAY day;

2、定义枚举类型的同时定义枚举变量

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
} day;

3、省略枚举名称，直接定义枚举变量

enum
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
} day;

实例

#include<stdio.h>

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

int main()
{
    enum DAY day;
    day = WED;
    printf("%d",day); // 3
    return 0;
}

在C 语言中，枚举类型是被当做 int 或者 unsigned int 类型来处理的，所以按照 C 语言规范是没有办法遍历枚举类型的。

不过在一些特殊的情况下，枚举类型必须连续是可以实现有条件的遍历。

以下实例使用 for 来遍历枚举的元素：

#include<stdio.h>

enum DAY
{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
} day;
int main()
{
    // 遍历枚举元素
    for (day = MON; day <= SUN; day++) {
        printf("枚举元素：%d \n", day);
    }
}

以上实例输出结果为：

枚举元素：1

枚举元素：2

枚举元素：3

枚举元素：4

枚举元素：5

枚举元素：6

枚举元素：7

以下枚举类型不连续，这种枚举无法遍历。

enum
{
    ENUM_0,
    ENUM_10 = 10,
    ENUM_11
};

枚举在 switch 中的使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{

    enum color { red=1, green, blue };

    enum  color favorite_color;

    /* ask user to choose color */
    printf("请输入你喜欢的颜色: (1. red, 2. green, 3. blue): ");
    scanf("%d", &favorite_color);

    /* 输出结果 */
    switch (favorite_color)
    {
    case red:
        printf("你喜欢的颜色是红色");
        break;
    case green:
        printf("你喜欢的颜色是绿色");
        break;
    case blue:
        printf("你喜欢的颜色是蓝色");
        break;
    default:
        printf("你没有选择你喜欢的颜色");
    }

    return 0;
}

以上实例输出结果为：

请输入你喜欢的颜色: (1. red, 2. green, 3. blue): 1

你喜欢的颜色是红色

将整数转换为枚举

以下实例将整数转换为枚举：

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

int main()
{

    enum day
    {
        saturday,
        sunday,
        monday,
        tuesday,
        wednesday,
        thursday,
        friday
    } workday;

    int a = 1;
    enum day weekend;
    weekend = ( enum day ) a;  //类型转换
    //weekend = a; //错误
    printf("weekend:%d",weekend);
    return 0;
}

以上实例输出结果为：

weekend:1

指针

通过指针，可以简化一些 C 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。

每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址：

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  var1;
   char var2[10];

   printf("var1 变量的地址： %p\n", &var1  );
   printf("var2 变量的地址： %p\n", &var2  );

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

var1 变量的地址： 0x7fff5cc109d4

var2 变量的地址： 0x7fff5cc109de

通过上面的实例，我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。

什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：

type *var-name;

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;     /* 一个字符型的指针 */

所有实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，对应指针的值的类型都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。

不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

如何使用指针？

使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 ***** 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作：

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  var = 20;   /* 实际变量的声明 */
   int  *ip;        /* 指针变量的声明 */

   ip = &var;  /* 在指针变量中存储 var 的地址 */

   printf("Address of var variable: %p\n", &var  );

   /* 在指针变量中存储的地址 */
   printf("Address stored in ip variable: %p\n", ip );

   /* 使用指针访问值 */
   printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip );

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Address of var variable: bffd8b3c
Address stored in ip variable: bffd8b3c
Value of *ip variable: 20

C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序：

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  *ptr = NULL;

   printf("ptr 的地址是 %p\n", ptr  );

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

ptr 的地址是 0x0

在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是操作系统保留的。然而，内存地址 0 有特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例，如果指针包含空值（零值），则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示：

if(ptr)     /* 如果 p 非空，则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空，则完成 */

C 指针详解

在 C 中，有很多指针相关的概念。下面列出了 C 程序员必须清楚的一些与指针相关的重要概念：

概念	描述
指针的算术运算	可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-
指针数组	可以定义用来存储指针的数组。
指向指针的指针	C 允许指向指针的指针。
传递指针给函数	通过引用或地址传递参数，使传递的参数在调用函数中被改变。
从函数返回指针	C 允许函数返回指针到局部变量、静态变量和动态内存分配。

指针的算术运算符

C 指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

每编译一次代码，所储存的内存位置都会发生改变，所以想观察到递增（减）的改变只能将它写在一份源代码中编译，不要分成两次编译对比结果，两个紧挨的整数值中间差为4个二进制位

递增一个指针

我们喜欢在程序中使用指针代替数组，因为变量指针可以递增，而数组不能递增，数组可以看成一个指针常量。下面的程序递增变量指针，以便顺序访问数组中的每一个元素：

#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] = %p\n", i, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );

      /* 移动到下一个位置 */
      ptr++;
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

存储地址：var[0] = bf882b30

存储值：var[0] = 10

存储地址：of var[1] = bf882b34

存储值： var[1] = 100

存储地址：of var[2] = bf882b38

存储值：var[2] = 200

递减一个指针

同样地，对指针进行递减运算，即把值减去其数据类型的字节数，如下所示：

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;

   /* 指针中最后一个元素的地址 */
   ptr = &var[MAX-1];
   for ( i = MAX; i > 0; i--)
   {

      printf("存储地址：var[%d] = %x\n", i-1, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i-1, *ptr );

      /* 移动到下一个位置 */
      ptr--;
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

存储地址：var[2] = 518a0ae4

存储值：var[2] = 200

存储地址：var[1] = 518a0ae0

存储值：var[1] = 100

存储地址：var[0] = 518a0adc

存储值：var[0] = 10

指针的比较

指针可以用关系运算符进行比较，如 ==、< 和 >。如果 p1 和 p2 指向两个相关的变量，比如同一个数组中的不同元素，则可对 p1 和 p2 进行大小比较。

下面的程序修改了上面的实例，只要变量指针所指向的地址小于或等于数组的最后一个元素的地址 &var[MAX - 1]，则把变量指针进行递增：

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;

   /* 指针中第一个元素的地址 */
   ptr = var;
   i = 0;
   while ( ptr <= &var[MAX - 1] )
   {

      printf("Address of var[%d] = %p\n", i, ptr );
      printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr );

      /* 指向上一个位置 */
      ptr++;
      i++;
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Address of var[0] = bfdbcb20

Value of var[0] = 10

Address of var[1] = bfdbcb24

Value of var[1] = 100

Address of var[2] = bfdbcb28

Value of var[2] = 200

指针数组

先看一个实例，它用到了一个由 3 个整数组成的数组：

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int i;

   for (i = 0; i < MAX; i++)
   {
      printf("Value of var[%d] = %d\n", i, var[i] );
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var[0] = 10

Value of var[1] = 100

Value of var[2] = 200

可能有一种情况，我们想要让数组存储指向 int 或 char 或其他数据类型的指针。下面是一个指向整数的指针数组的声明：

int *ptr[MAX];

在这里，把 ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整数指针组成。因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。下面的实例用到了三个整数，它们将存储在一个指针数组中，如下所示：

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int i, *ptr[MAX];

   for ( i = 0; i < MAX; i++)
   {
      ptr[i] = &var[i]; /* 赋值为整数的地址 */
   }
   for ( i = 0; i < MAX; i++)
   {
      printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr[i] );
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var[0] = 10

Value of var[1] = 100

Value of var[2] = 200

您也可以用一个指向字符的指针数组来存储一个字符串列表，如下：

#include <stdio.h>

const int MAX = 4;

int main ()
{
   const char *names[] = {
                   "Zara Ali",
                   "Hina Ali",
                   "Nuha Ali",
                   "Sara Ali",
   };
   int i = 0;

   for ( i = 0; i < MAX; i++)
   {
      printf("Value of names[%d] = %s\n", i, names[i] );
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of names[0] = Zara Ali

Value of names[1] = Hina Ali

Value of names[2] = Nuha Ali

Value of names[3] = Sara Ali

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。

一个指向指针的指针变量必须如下声明，即在变量名前放置两个星号。例如，下面声明了一个指向 int 类型指针的指针：

int **var;

当一个目标值被一个指针间接指向到另一个指针时，访问这个值需要使用两个星号运算符，如下面实例所示：

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  var;
   int  *ptr;
   int  **pptr;

   var = 3000;

   /* 获取 var 的地址 */
   ptr = &var;

   /* 使用运算符 & 获取 ptr 的地址 */
   pptr = &ptr;

   /* 使用 pptr 获取值 */
   printf("Value of var = %d\n", var );
   printf("Value available at *ptr = %d\n", *ptr );
   printf("Value available at **pptr = %d\n", **pptr);

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var = 3000

Value available at *ptr = 3000

Value available at **pptr = 3000

传递指针给函数

C 语言允许您传递指针给函数，只需要简单地声明函数参数为指针类型即可。

下面的实例中，我们传递一个无符号的 long 型指针给函数，并在函数内改变这个值：

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

void getSeconds(unsigned long *par);

int main ()
{
   unsigned long sec;

   getSeconds( &sec );

   /* 输出实际值 */
   printf("Number of seconds: %ld\n", sec );

   return 0;
}

void getSeconds(unsigned long *par)
{
   /* 获取当前的秒数 */
   *par = time( NULL );
   return;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Number of seconds :1294450468

能接受指针作为参数的函数，也能接受数组作为参数，如下所示：

#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("Average value is: %f\n", avg );

   return 0;
}

double getAverage(int *arr, int size)
{
  int    i, sum = 0;
  double avg;          

  for (i = 0; i < size; ++i)
  {
    sum += arr[i];
  }

  avg = (double)sum / size;

  return avg;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Average value is: 214.40000

从函数返回指针

必须声明一个返回指针的函数，如下所示：

int * myFunction()
{
}

另外，C 语言不支持在调用函数时返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

看下面的函数，它会生成 10 个随机数，并使用表示指针的数组名（即第一个数组元素的地址）来返回它们，具体如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.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("%d\n", 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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

1523198053
1187214107
1108300978
430494959
1421301276
930971084
123250484
106932140
1604461820
149169022
*(p + [0]) : 1523198053
*(p + [1]) : 1187214107
*(p + [2]) : 1108300978
*(p + [3]) : 430494959
*(p + [4]) : 1421301276
*(p + [5]) : 930971084
*(p + [6]) : 123250484
*(p + [7]) : 106932140
*(p + [8]) : 1604461820
*(p + [9]) : 149169022

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参考自：https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.html