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析一下到底是为什么。在
VisualC++6。0里,测试代码如下:
intmain()
{
inta'5''5';
int(*p)'4';
p=
a;
printf(〃a_ptr=%#p;p_ptr=%#pn〃;&a'4''2';&p'4''2');
printf(〃%p;%dn〃;&p'4''2'…&a'4''2';&p'4''2'…&a'4''2');
return0;
}
经过测试,可知&p'4''2'…&a'4''2'的值为…4。这到底是为什么呢?下面我们就来分析一下:
前面我们讲过,当数组名
a作为右值时,代表的是数组首元素的首地址。这里的
a为二
维数组,我们把数组
a看作是包含
5个
int类型元素的一维数组;里面再存储了一个一维数组。
如此,则
a在这里代表的是
a'0'的首地址。
a+1表示的是一维数组
a的第二个元素。
a'4'表
示的是一维数组
a的第
5个元素,而这个元素里又存了一个一维数组。所以&a'4''2'表示的
是&a'0''0'+4*5*sizeof(int)+2*sizeof(int)。
根据定义,p是指向一个包含
4个元素的数组的指针。也就是说
p+1表示的是指针
p向
后移动了一个“包含
4个
int类型元素的数组”。这里
1的单位是
p所指向的空间,即
4*sizeof(int)。所以,
p'4'相对于
p'0'来说是向后移动了
4个“包含
4个
int类型元素的数组”,
即&p'4'表示的是
&p'0'+4*4*sizeof(int)。由于
p被初始化为
&a'0',那么
&p'4''2'表示的是
&a'0''0'+4*4*sizeof(int)+2*
sizeof(int)。
再由上面的讲述,&p'4''2'和
&a'4''2'的值相差
4个
int类型的元素。现在,上面测试
出来的结果也可以理解了吧?其实我们最简单的办法就是画内存布局图:
这里最重要的一点就是明白数组指针
p所指向的内存到底是什么。解决这类问题的最
好办法就是画内存布局图。
4。5。2,二级指针
4。5。2。1,二级指针的内存布局
二级指针是经常用到的,尤其与二维数组在一起的时候更是令人迷糊。例如:
char
**p;
定义了一个二级指针变量
p。p是一个指针变量,毫无疑问在
32位系统下占
4个
byte。
它与一级指针不同的是,一级指针保存的是数据的地址,二级指针保存的是一级指针的地
址。下图帮助理解:
我们试着给变量
p初始化:
A),p
=
NULL;
B),char*p2;p
=
&p2;
任何指针变量都可以被初始化为
NULL(注意是
NULL,不是
NUL,更不是
null),二
级指针也不例外。也就是说把指针指向数组的零地址。联想到前面我们把尺子比作内存,
如果把内存初始化为
NULL,就相当于把指针指向尺子上
0毫米处,这时候指针没有任何内
存可用。
当我们真正需要使用
p的时候,就必须把一个一级指针的地址保存到
p中,所以
B)的
赋值方式也是正确的。
给
p赋值没有问题,但怎么使用
p呢?这就需要我们前面多次提到的钥匙(“*”)。
第一步:根据
p这个变量,取出它里面存的地址。
第二步:找到这个地址所在的内存。
第三步:用钥匙打开这块内存,取出它里面的地址,*p的值。
第四步:找到第二次取出的这个地址。
第五步:用钥匙打开这块内存,取出它里面的内容,这就是我们真正的数据,
**p的值。
我们在这里用了两次钥匙(
“*”)才最终取出了真正的数据。也就是说要取出二级指针
所真正指向的数据,需要使用两次两次钥匙(“*”)。
至于超过二维的数组和超过二维的指针一般使用比较少,而且按照上面的分析方法同
样也可以很轻松的分析明白,这里就不再详细讨论。读者有兴趣的话,可以研究研究。
4。6,数组参数与指针参数
我们都知道参数分为形参和实参。形参是指声明或定义函数时的参数,而实参是在调
用函数时主调函数传递过来的实际值。
4。6。1,一维数组参数
4。6。1。1,能否向函数传递一个数组?
看例子:
void
fun(char
a'10')
{
charc
=
a'3';
}
intmain()
{
charb'10'=
“abcdefg”;
fun(b'10');
return0;
}
先看上面的调用,fun(b'10');将
b'10'这个数组传递到
fun函数。但这样正确吗?b'10'
是代表一个数组吗?
显然不是,我们知道
b'0'代表是数组的一个元素,那
b'10'又何尝不是呢?只不过这里
数组越界了,这个
b'10'并不存在。但在编译阶段,编译器并不会真正计算
b'10'的地址并取
值,所以在编译的时候编译器并不认为这样有错误。虽然没有错误,但是编译器仍然给出
了两个警告:
warningC4047:
'function':
'char*'
differsinlevelsof
indirectionfrom
'char'
warningC4024:
'fun':
differenttypesforformalandactualparameter1
这是什么意思呢?这两个警告告诉我们,函数参数需要的是一个
char*类型的参数,而
实际参数为
char类型,不匹配。虽然编译器没有给出错误,但是这样运行肯定会有问题。
如图:
这是一个内存异常,我们分析分析其原因。其实这里至少有两个严重的错误。
第一:b'10'并不存在,在编译的时候由于没有去实际地址取值,所以没有出错,但是
在运行时,将计算
b'10'的实际地址,并且取值。这时候发生越界错误。
第二:编译器的警告已经告诉我们编译器需要的是一个
char*类型的参数,而传递过去
的是一个
char类型的参数,这时候
fun函数会将传入的
char类型的数据当地址处理,同样
会发生错误。(这点前面已经详细讲解)
第一个错误很好理解,那么第二个错误怎么理解呢?
fun函数明明传递的是一个数组啊,
编译器怎么会说是
char*类型呢?别急,我们先把函数的调用方式改变一下:
fun(b);
b是一个数组,现在将数组
b作为实际参数传递。这下该没有问题了吧?调试、运行,
一切正常,没有问题,收工!很轻易是吧?但是你确认你真正明白了这是怎么回事?数组
b
真的传递到了函数内部?
4。6。1。2,无法向函数传递一个数组
我们完全可以验证一下:
void
fun(char
a'10')
{
int
i
=
sizeof(a);
charc
=
a'3';
}
如果数组
b真正传递到函数内部,那
i的值应该为
10。但是我们测试后发现
i的值竟然
为
4!为什么会这样呢?难道数组
b真的没有传递到函数内部?是的,确实没有传递过去,
这是因为这样一条规则:
C语言中,当一维数组作为函数参数的时候,编译器总是把它解析成一个指向其首元
素首地址的指针。
这么做是有原因的。在
C语言中,所有非数组形式的数据实参均以传值形式(对实参
做一份拷贝并传递给被调用的函数,函数不能修改作为实参的实际变量的值,而只能修改
传递给它的那份拷贝)调用。然而,如果要拷贝整个数组,无论在空间上还是在时间上,
其开销都是非常大的。更重要的是,在绝大部分情况下,你其实并不需要整个数组的拷贝,
你只想告诉函数在那一刻对哪个特定的数组感兴趣。这样的话,为了节省时间和空间,提
高程序运行的效率,于是就有了上述的规则。同样的,函数的返回值也不能是一个数组,
而只能是指针。这里要明确的一个概念就是:函数本身是没有类型的,只有函数的返回值
才有类型。很多书都把这点弄错了,甚至出现“XXX类型的函数”这种说法。简直是荒唐
至极!
经过上面的解释,相信你已经理解上述的规定以及它的来由。上面编译器给出的提示,
说函数的参数是一个
char*类型的指针,这点相信也可以理解。
既然如此,我们完全可以把
fun函数改写成下面的样子:
void
fun(char
*p)
{
charc
=
p'3';//或者是
charc
=
*(p+3);
}
同样,你还可以试试这样子:
void
fun(char
a'10')
{
charc
=
a'3';
}
intmain()
{
charb'100'=
“abcdefg”;
fun(b);
return0;
}
运行完全没有问题。实际传递的数组大小与函数形参指定的数组大小没有关系。既然
如此,那我们也可以改写成下面的样子:
void
fun(char
a'
')
{
charc
=
a'3';
}
改写成这样或许比较好,至少不会让人误会成只能传递一个
10个元素的数组。
4。6。2,一级指针参数
4。6。2。1,能否把指针变量本身传递给一个函数
我们把上一节讨论的列子再改写一下:
void
fun(char
*p)
{
charc
=
p'3';//或者是
charc
=
*(p+3);
}
intmain()
{
char*p2
=
“abcdefg”;
fun(p2);
return0;
}
这个函数调用,真的把
p2本身传递到了
fun函数内部吗?
我们知道
p2是
main函数内的一个局部变量,它只在
main函数内部有效。(这里需要
澄清一个问题:main函数内的变量不是全局变量,而是局部变量,只不过它的生命周期和
全局变量一样长而已。全局变量一定是定义在函数外部的。初学者往往弄错这点。)既然它
是局部变量,fun函数肯定无法使用
p2的真身。那函数调用怎么办?好办:对实参做一份
拷贝并传递给被调用的函数。即对
p2做一份拷贝,假设其拷贝名为_p2。那传递到函数内
部的就是_p2而并非
p2本身。
4。6。2。2,无法把指针变量本身传递给一个函数
这很像孙悟空拔下一根猴毛变成自己的样子去忽悠小妖怪。所以
fun函数实际运行时,
用到的都是_p2这个变量而非
p2本身。如此,我们看下面的例子:
voidGetMemory(char*
p;intnum)
{
p
=
(char*)malloc(num*sizeof(char));
}
intmain()
{
char*str=
NULL;
GetMemory(str,10);
strcpy(str;”hello”);
free(str);//free并没有起作用,内存泄漏
return0;
}
在运行
strcpy(str;”hello”)语句的时候发生错误。这时候观察
str的值,发现仍然为
NULL。
也就是说
str本身并没有改变,我们
malloc的内存的地址并没有赋给
str,而是赋给了_str。
而这个_str是编译器自动分配和回收的,我们根本就无法使用。所以想这样获取一块内存是
不行的。那怎么办?两个办法:
第一:用
return。
char*
GetMemory(char*
p;intnum)
{
p
=
(char*)malloc(num*sizeof(char));
returnp;
}
intmain()
{
char*str=
NULL;
str=GetMemory(str,10);
strcpy(st