C 语言——深入理解指针（三）

以下是为您补全并优化的博客内容，包含了字符指针、数组指针和函数指针的详细解释、代码示例及其使用注意事项。

文章目录

• • @[TOC](文章目录)
• 一、字符指针变量
• • 1. 基本概念与存储
  • • 代码示例：
  • 2. 可写字符串的实现
• 二、数组指针变量
• • 1. 基本概念
  • • 代码示例：
  • 2. 与指针数组的区别
• 三、函数指针变量
• • 1. 基本定义与使用
  • • 代码示例：
  • 2. 使用 `typedef` 简化
  • • 代码示例：
  • 3. 回调函数
  • • 代码示例（qsort 回调）：
• 四、总结

一、字符指针变量

字符指针变量是指向字符（char）或字符数组（即字符串）的指针。在 C 语言中，字符串字面量（如 "Hello world."）是一种特殊的字符数组，其本质是以 '\\0' 结尾的字符序列。

1. 基本概念与存储

在 C 语言中，字符串字面量（String Literal）通常存储在只读的常量区（Data Segment）中。这意味着它们在程序运行期间通常是不可修改的。如果尝试修改它们，会导致运行时错误（Segmentation Fault）。

代码示例：

int main()
{
// 错误示例：尝试修改只读字符串字面量
const char* pstr = "Hello world.";
// pstr[0] = 'h'; // 运行时错误：不可写

// 正确示例：指向字符串字面量的指针
const char* pstr2 = "Hello world.";
printf("%s\\n", pstr2);
return 0;
}

注意：这里的 const char* 声明的是一个指向常量字符的指针，意味着指针指向的内容不可修改，但指针本身（即存储的地址）是可以改变的[[1]][[2]][[3]]。

2. 可写字符串的实现

如果你希望通过指针来修改字符串的内容，有两种常见方式：

二、数组指针变量

数组指针变量是一种特殊的指针变量，它存放的是整个数组的地址。它与普通指针的主要区别在于“指向的对象类型”不同。

1. 基本概念

数组指针变量指向的是一个完整的数组，而不是数组的第一个元素。它的定义方式通常是 type (*ptr)[size]，其中 type 是数组元素的类型，size 是数组的长度。

代码示例：

int main()
{
int arr[10]; // 声明一个包含 10 个整数的数组
int (*p)[10]; // 声明一个指向包含 10 个整数的数组的指针
p = &arr; // 这里取的是数组的地址，而不是数组首元素的地址
(*p)[0] = 1; // 通过数组指针访问数组元素
return 0;
}

注意：p = arr; 是错误的，arr 会退化为指向首元素的指针（类型是 int*），而 p 的类型是 int (*)[10]，两者类型不匹配[[6]][[7]]。

2. 与指针数组的区别

数组指针和指针数组是两个完全不同的概念，容易混淆。

示例：指针数组（字符串数组）

const char *mytalents[] = {"Coding", "Reading", "Music"}; // 指针数组
printf("%s\\n", mytalents[0]); // 输出 "Coding"

在这个例子中，mytalents 是一个指针数组，每个元素是指向字符串字面量的指针[[8]][[9]]。

三、函数指针变量

函数指针是指向函数的指针，允许你将函数作为参数传递给其他函数，或在运行时动态决定调用哪个函数。这在实现回调函数（Callback）和多态性时非常有用。

1. 基本定义与使用

函数指针的定义语法相对复杂，核心在于正确区分“返回类型”和“参数列表”。

代码示例：

#include <stdio.h>

// 定义一个普通函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}

// 定义函数指针变量
int (*func_ptr)(int, int) = add; // func_ptr 指向 add 函数

int main() {
int result = func_ptr(5, 3); // 通过函数指针调用函数
printf("%d\\n", result); // 输出 8
return 0;
}

解释：int (*func_ptr)(int, int) 声明了一个指向返回 int、接受两个 int 参数的函数的指针[[10]][[11]][[12]]。

2. 使用 typedef 简化

由于函数指针的声明语法复杂，推荐使用 typedef 为其定义别名。

代码示例：

#include <stdio.h>

// 使用 typedef 定义函数指针类型
typedef int (*Operation)(int, int);

// 定义两个函数
int add(int a, int b) { return a + b; }
int sub(int a, int b) { return a – b; }

// 接受函数指针作为参数的函数
void calculate(Operation op, int x, int y) {
printf("%d\\n", op(x, y));
}

int main() {
calculate(add, 5, 3); // 输出 8
calculate(sub, 5, 3); // 输出 2
return 0;
}

使用 typedef 后，代码更加简洁易读[[13]][[14]]。

3. 回调函数

函数指针最常见的应用场景是回调函数，即将函数指针作为参数传递给另一个函数，在特定事件或条件满足时调用。

代码示例（qsort 回调）：

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

// 比较函数，用于 qsort
int compare(const void* a, const void* b) {
return (*(int*)a – *(int*)b);
}

int main() {
int arr[] = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, n, sizeof(int), compare); // 将 compare 作为回调函数传入

for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}

在这个例子中，compare 函数的指针被传递给了 qsort，qsort 会在内部调用 compare 来确定元素的顺序[[15]][[16]]。

四、总结

指针是 C 语言中最强大但也最复杂的特性之一。了解指针的本质对于写出高效且安全的代码至关重要。