熬夜整理的C/C++萬字總結(jié)（二）
大家好，我是唐唐！
0.為什么使用指針
假如我們定義了 char a=’A’ ，當(dāng)需要使用 ‘A’ 時(shí)，除了直接調(diào)用變量 a ，還可以定義 char *p=&a ，調(diào)用 a 的地址，即指向 a 的指針 p ，變量 a（ char 類型）只占了一個(gè)字節(jié),指針本身的大小由可尋址的字長來決定，指針 p 占用 4 個(gè)字節(jié)。
但如果要引用的是占用內(nèi)存空間比較大東西，用指針也還是 4 個(gè)字節(jié)即可。
使用指針型變量在很多時(shí)候占用更小的內(nèi)存空間。變量為了表示數(shù)據(jù)，指針可以更好的傳遞數(shù)據(jù)，舉個(gè)例子：
第一節(jié)課是 1 班語文， 2 班數(shù)學(xué)，第二節(jié)課顛倒過來， 1 班要上數(shù)學(xué)， 2 班要上語文，那么第一節(jié)課下課后需要怎樣作調(diào)整呢？方案一：課間 1 班學(xué)生全都去 2 班， 2 班學(xué)生全都來 1 班，當(dāng)然，走的時(shí)候要攜帶上書本、筆紙、零食……場面一片狼藉；方案二：兩位老師課間互換教室。
顯然，方案二更好一些，方案二類似使用指針傳遞地址，方案一將內(nèi)存中的內(nèi)容重新“復(fù)制”了一份，效率比較低。
在數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，如果數(shù)據(jù)塊較大，可以使用指針傳遞地址而不是實(shí)際數(shù)據(jù)，即提高傳輸速度，又節(jié)省大量內(nèi)存。
一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū) char buf[100] ，如果其中 buf[0,1] 為命令號(hào), buf[2,3] 為數(shù)據(jù)類型, buf[4~7] 為該類型的數(shù)值，類型為 int ，使用如下語句進(jìn)行賦值：
*(short*)&buf[0]=DataId;
*(short*)&buf[2]=DataType;
*(int*)&buf[4]=DataValue;
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，利用指針的靈活的類型轉(zhuǎn)換，可以用來做數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，比較常用于通訊緩沖區(qū)的填充。 指針的機(jī)制比較簡單，其功能可以被集中重新實(shí)現(xiàn)成更抽象化的引用數(shù)據(jù)形式 函數(shù)指針，形如: #define PMYFUN (void*)(int,int) ，可以用在大量分支處理的實(shí)例當(dāng)中，如某通訊根據(jù)不同的命令號(hào)執(zhí)行不同類型的命令，則可以建立一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，進(jìn)行散轉(zhuǎn)。 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鏈表、樹、圖等大量的應(yīng)用都離不開指針。
1. 指針強(qiáng)化
1.1 指針是一種數(shù)據(jù)類型
操作系統(tǒng)將硬件和軟件結(jié)合起來，給程序員提供的一種對(duì)內(nèi)存使用的抽象，這種抽象機(jī)制使得程序使用的是虛擬存儲(chǔ)器,而不是直接操作和使用真實(shí)存在的物理存儲(chǔ)器。所有的虛擬地址形成的集合就是虛擬地址空間。
內(nèi)存是一個(gè)很大的線性的字節(jié)數(shù)組，每個(gè)字節(jié)固定由 8 個(gè)二進(jìn)制位組成，每個(gè)字節(jié)都有唯一的編號(hào)，如下圖，這是一個(gè) 4G 的內(nèi)存，他一共有 4x1024x1024x1024 = 4294967296 個(gè)字節(jié)，那么它的地址范圍就是 0 ~ 4294967296 ，十六進(jìn)制表示就是 0x00000000～0xffffffff ，當(dāng)程序使用的數(shù)據(jù)載入內(nèi)存時(shí)，都有自己唯一的一個(gè)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就是這個(gè)數(shù)據(jù)的地址。指針就是這樣形成的。
1.1.1 指針變量
指針是一種數(shù)據(jù)類型，占用內(nèi)存空間，用來保存內(nèi)存地址。
void test01(){
int* p1 = 0x1234;
int*** p2 = 0x1111;
printf("p1 size:%d\n",sizeof(p1));
printf("p2 size:%d\n",sizeof(p2));
//指針是變量，指針本身也占內(nèi)存空間，指針也可以被賦值
int a = 10;
p1 = &a;
printf("p1 address:%p\n", &p1);
printf("p1 address:%p\n", p1);
printf("a address:%p\n", &a);
}
1.1.2 野指針和空指針
1.1.2.1 空指針
標(biāo)準(zhǔn)定義了NULL指針，它作為一個(gè)特殊的指針變量，表示不指向任何東西。要使一個(gè)指針為NULL,可以給它賦值一個(gè)零值。為了測試一個(gè)指針百年來那個(gè)是否為NULL,你可以將它與零值進(jìn)行比較。
對(duì)指針解引用操作可以獲得它所指向的值。但從定義上看，NULL指針并未指向任何東西，因?yàn)閷?duì)一個(gè)NULL指針因引用是一個(gè)非法的操作，在解引用之前，必須確保它不是一個(gè)NULL指針。
如果對(duì)一個(gè)NULL指針間接訪問會(huì)發(fā)生什么呢？結(jié)果因編譯器而異。不允許向NULL和非法地址拷貝內(nèi)存：
void test(){
char *p = NULL;
//給p指向的內(nèi)存區(qū)域拷貝內(nèi)容
strcpy(p, "1111"); //err
char *q = 0x1122;
//給q指向的內(nèi)存區(qū)域拷貝內(nèi)容
strcpy(q, "2222"); //err
}
1.1.2.2 野指針
在使用指針時(shí)，要避免野指針的出現(xiàn)：
野指針指向一個(gè)已刪除的對(duì)象或未申請?jiān)L問受限內(nèi)存區(qū)域的指針。與空指針不同，野指針無法通過簡單地判斷是否為 NULL避免，而只能通過養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣來盡力減少。對(duì)野指針進(jìn)行操作很容易造成程序錯(cuò)誤。
什么情況下會(huì)導(dǎo)致野指針？
指針變量未初始化
任何指針變量剛被創(chuàng)建時(shí)不會(huì)自動(dòng)成為NULL指針，它的缺省值是隨機(jī)的，它會(huì)亂指一氣。所以，指針變量在創(chuàng)建的同時(shí)應(yīng)當(dāng)被初始化，要么將指針設(shè)置為NULL，要么讓它指向合法的內(nèi)存。
指針釋放后未置空
有時(shí)指針在free或delete后未賦值 NULL，便會(huì)使人以為是合法的。別看free和delete的名字（尤其是delete），它們只是把指針?biāo)傅膬?nèi)存給釋放掉，但并沒有把指針本身干掉。此時(shí)指針指向的就是“垃圾”內(nèi)存。釋放后的指針應(yīng)立即將指針置為NULL，防止產(chǎn)生“野指針”。
指針操作超越變量作用域
不要返回指向棧內(nèi)存的指針或引用，因?yàn)闂?nèi)存在函數(shù)結(jié)束時(shí)會(huì)被釋放。
void test(){
int* p = 0x001; //未初始化
printf("%p\n",p);
*p = 100;
}
操作野指針是非常危險(xiǎn)的操作，應(yīng)該規(guī)避野指針的出現(xiàn)：
初始化時(shí)置 NULL
指針變量一定要初始化為NULL，因?yàn)槿魏沃羔樧兞縿偙粍?chuàng)建時(shí)不會(huì)自動(dòng)成為NULL指針，它的缺省值是隨機(jī)的。
釋放時(shí)置 NULL
當(dāng)指針p指向的內(nèi)存空間釋放時(shí)，沒有設(shè)置指針p的值為NULL。delete和free只是把內(nèi)存空間釋放了，但是并沒有將指針p的值賦為NULL。通常判斷一個(gè)指針是否合法，都是使用if語句測試該指針是否為NULL。
1.1.2.3 void*類型指針
void是一種特殊的指針類型，可以用來存放任意對(duì)象的地址。一個(gè)void指針存放著一個(gè)地址，這一點(diǎn)和其他指針類似。不同的是，我們對(duì)它到底儲(chǔ)存的是什么對(duì)象的地址并不了解。
double a=2.3;
int b=5;
void *p=&a;
cout<<p<<endl; //輸出了a的地址
p=&b;
cout<<p<<endl; //輸出了b的地址
//cout<<*p<<endl;這一行不可以執(zhí)行，void*指針只可以儲(chǔ)存變量地址，不可以直接操作它指向的對(duì)象
由于void是空類型，只保存了指針的值，而丟失了類型信息，我們不知道他指向的數(shù)據(jù)是什么類型的，只指定這個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的起始地址，如果想要完整的提取指向的數(shù)據(jù)，程序員就必須對(duì)這個(gè)指針做出正確的類型轉(zhuǎn)換，然后再解指針。
1.1.2.4 void*數(shù)組和指針
同類型指針變量可以相互賦值，數(shù)組不行，只能一個(gè)一個(gè)元素的賦值或拷貝 數(shù)組在內(nèi)存中是連續(xù)存放的，開辟一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。數(shù)組是根據(jù)數(shù)組的下進(jìn)行訪問的。指針很靈活，它可以指向任意類型的數(shù)據(jù)。指針的類型說明了它所指向地址空間的內(nèi)存。 數(shù)組所占存儲(chǔ)空間的內(nèi)存：sizeof（數(shù)組名） 數(shù)組的大小：sizeof（數(shù)組名）/sizeof（數(shù)據(jù)類型），在32位平臺(tái)下，無論指針的類型是什么，sizeof（指針名）都是 4 ，在 64 位平臺(tái)下，無論指針的類型是什么，sizeof（指針名）都是 8 。 數(shù)組名作為右值的時(shí)候，就是第一個(gè)元素的地址
int main(void)
{
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int *p_first = arr;
printf("%d",*p_first); //1
return 0;
}
指向數(shù)組元素的指針 支持 遞增 遞減 運(yùn)算。p= p+1意思是，讓p指向原來指向的內(nèi)存塊的下一個(gè)相鄰的相同類型的內(nèi)存塊。在數(shù)組中相鄰內(nèi)存就是相鄰下標(biāo)元素。
1.1.3 間接訪問操作符
通過一個(gè)指針訪問它所指向的地址的過程叫做間接訪問，或者叫解引用指針，這個(gè)用于執(zhí)行間接訪問的操作符是*。
注意：對(duì)一個(gè)int類型指針解引用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)整型值，類似地，對(duì)一個(gè)float指針解引用會(huì)產(chǎn)生了一個(gè)float類型的值。
int arr[5];
int *p = * (&arr);
int arr1[5][3] arr1 = int(*)[3]&arr1
1）在指針聲明時(shí)，* 號(hào)表示所聲明的變量為指針
2）在指針使用時(shí)，* 號(hào)表示操作指針?biāo)赶虻膬?nèi)存空間
*相當(dāng)通過地址(指針變量的值)找到指針指向的內(nèi)存，再操作內(nèi)存 *放在等號(hào)的左邊賦值（給內(nèi)存賦值，寫內(nèi)存） *放在等號(hào)的右邊取值（從內(nèi)存中取值，讀內(nèi)存）
//解引用
void test01(){
//定義指針
int* p = NULL;
//指針指向誰，就把誰的地址賦給指針
int a = 10;
p = &a;
*p = 20;//*在左邊當(dāng)左值，必須確保內(nèi)存可寫
//*號(hào)放右面，從內(nèi)存中讀值
int b = *p;
//必須確保內(nèi)存可寫
char* str = "hello world!";
*str = 'm';
printf("a:%d\n", a);
printf("*p:%d\n", *p);
printf("b:%d\n", b);
}
1.1.4 指針的步長
指針是一種數(shù)據(jù)類型，是指它指向的內(nèi)存空間的數(shù)據(jù)類型。指針?biāo)赶虻膬?nèi)存空間決定了指針的步長。指針的步長指的是，當(dāng)指針+1時(shí)候，移動(dòng)多少字節(jié)單位。
思考如下問題：
int a = 0xaabbccdd;
unsigned int *p1 = &a;
unsigned char *p2 = &a;
//為什么*p1打印出來正確結(jié)果？
printf("%x\n", *p1);
//為什么*p2沒有打印出來正確結(jié)果？
printf("%x\n", *p2);
//為什么p1指針+1加了4字節(jié)？
printf("p1 =%d\n", p1);
printf("p1+1=%d\n", p1 + 1);
//為什么p2指針+1加了1字節(jié)？
printf("p2 =%d\n", p2);
printf("p2+1=%d\n", p2 + 1);
1.1.5 函數(shù)與指針
1.1.5.1 函數(shù)的參數(shù)和指針
C語言中，實(shí)參傳遞給形參，是按值傳遞的，也就是說，函數(shù)中的形參是實(shí)參的拷貝份，形參和實(shí)參只是在值上面一樣，而不是同一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)象。這就意味著：這種數(shù)據(jù)傳遞是單向的，即從調(diào)用者傳遞給被調(diào)函數(shù)，而被調(diào)函數(shù)無法修改傳遞的參數(shù)達(dá)到回傳的效果。
void change(int a)
{
a++; //在函數(shù)中改變的只是這個(gè)函數(shù)的局部變量a，而隨著函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，a被銷毀。age還是原來的age，紋絲不動(dòng)。
}
int main(void)
{
int age = 60;
change(age);
printf("age = %d",age); // age = 60
return 0;
}
有時(shí)候我們可以使用函數(shù)的返回值來回傳數(shù)據(jù)，在簡單的情況下是可以的，但是如果返回值有其它用途（例如返回函數(shù)的執(zhí)行狀態(tài)量），或者要回傳的數(shù)據(jù)不止一個(gè)，返回值就解決不了了。
傳遞變量的指針可以輕松解決上述問題。
void change(int* pa)
{
(*pa)++; //因?yàn)閭鬟f的是age的地址，因此pa指向內(nèi)存數(shù)據(jù)age。當(dāng)在函數(shù)中對(duì)指針pa解地址時(shí)，
//會(huì)直接去內(nèi)存中找到age這個(gè)數(shù)據(jù)，然后把它增1。
}
int main(void)
{
int age = 160;
change(&age);
printf("age = %d",age); // age = 61
return 0;
}
比如指針的一個(gè)常見的使用例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void swap(int *,int *);
int main()
{
int a=5,b=10;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
swap(&a,&b);
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
return 0;
}
void swap(int *pa,int *pb)
{
int t=*pa;*pa=*pb;*pb=t;
}
在以上的例子中，swap函數(shù)的兩個(gè)形參pa和pb可以接收兩個(gè)整型變量的地址，并通過間接訪問的方式修改了它指向變量的值。在main函數(shù)中調(diào)用swap時(shí)，提供的實(shí)參分別為&a,&b，這樣就實(shí)現(xiàn)了pa=&a,pb=&b的賦值過程，這樣在swap函數(shù)中就通過pa修改了 a 的值，通過pb修改了 b 的值。因此，如果需要在被調(diào)函數(shù)中修改主調(diào)函數(shù)中變量的值，就需要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：
定義函數(shù)的形參必須為指針類型，以接收主調(diào)函數(shù)中傳來的變量的地址； 調(diào)用函數(shù)時(shí)實(shí)參為變量的地址； 在被調(diào)函數(shù)中使用*間接訪問形參指向的內(nèi)存空間，實(shí)現(xiàn)修改主調(diào)函數(shù)中變量值的功能。
指針作為函數(shù)的形參的另一個(gè)典型應(yīng)用是當(dāng)函數(shù)有多個(gè)返回值的情形。比如，需要在一個(gè)函數(shù)中統(tǒng)計(jì)一個(gè)數(shù)組的最大值、最小值和平均值。當(dāng)然你可以編寫三個(gè)函數(shù)分別完成統(tǒng)計(jì)三個(gè)值的功能。但比較啰嗦，如：
int GetMax(int a[],int n)
{
int max=a[0],i;
for(i=1;i<n;i++)
{
if(max<a[i]) max=a[i];
}
return max;
}
int GetMin(int a[],int n)
{
int min=a[0],i;
for(i=1;i<n;i++)
{
if(min>a[i]) min=a[i];
}
return min;
}
double GetAvg(int a[],int n)
{
double avg=0;
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
avg+=a[i];
}
return avg/n;
}
其實(shí)我們完全可以在一個(gè)函數(shù)中完成這個(gè)功能，由于函數(shù)只能有一個(gè)返回值，可以返回平均值，最大值和最小值可以通過指針類型的形參來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：
double Stat(int a[],int n,int *pmax,int *pmin)
{
double avg=a[0];
int i;
*pmax=*pmin=a[0];
for(i=1;i<n;i++)
{
avg+=a[i];
if(*pmax<a[i]) *pmax=a[i];
if(*pmin>a[i]) *pmin=a[i];
}
return avg/n;
}
1.1.5.2 函數(shù)的指針
一個(gè)函數(shù)總是占用一段連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域，函數(shù)名在表達(dá)式中有時(shí)也會(huì)被轉(zhuǎn)換為該函數(shù)所在內(nèi)存區(qū)域的首地址。我們可以把函數(shù)的這個(gè)首地址賦予一個(gè)指針變量，使指針變量指向函數(shù)所在的內(nèi)存區(qū)域，然后通過指針變量就可以找到并調(diào)用該函數(shù)。這種指針就是函數(shù)指針。
函數(shù)指針的定義形式為：
returnType (*pointerName)(param list);
returnType 為函數(shù)返回值類型，pointerNmae 為指針名稱，param list 為函數(shù)參數(shù)列表。參數(shù)列表中可以同時(shí)給出參數(shù)的類型和名稱，也可以只給出參數(shù)的類型，省略參數(shù)的名稱，這一點(diǎn)和函數(shù)原型非常類似。
用指針來實(shí)現(xiàn)對(duì)函數(shù)的調(diào)用：
#include <stdio.h>
//返回兩個(gè)數(shù)中較大的一個(gè)
int max(int a, int b)
{
return a>b ? a : b;
}
int main()
{
int x, y, maxval;
//定義函數(shù)指針
int (*pmax)(int, int) = max; //也可以寫作int (*pmax)(int a, int b)
printf("Input two numbers:");
scanf("%d %d", &x, &y);
maxval = (*pmax)(x, y);
printf("Max value: %d\n", maxval);
return 0;
}
1.1.5.3 結(jié)構(gòu)體和指針
結(jié)構(gòu)體指針有特殊的語法：-> 符號(hào)
如果p是一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針，則可以使用 p ->【成員】 的方法訪問結(jié)構(gòu)體的成員
typedef struct
{
char name[31];
int age;
float score;
}Student;
int main(void)
{
Student stu = {"Bob" , 19, 98.0};
Student*ps = &stu;
ps->age = 20;
ps->score = 99.0;
printf("name:%s age:%d
",ps->name,ps->age);
return 0;
}
1.2 指針的意義_間接賦值
1.2.1 間接賦值的三大條件
通過指針間接賦值成立的三大條件：
2個(gè)變量（一個(gè)普通變量一個(gè)指針變量、或者一個(gè)實(shí)參一個(gè)形參） 建立關(guān)系 通過 * 操作指針指向的內(nèi)存
void test(){
int a = 100; //兩個(gè)變量
int *p = NULL;
//建立關(guān)系
//指針指向誰，就把誰的地址賦值給指針
p = &a;
//通過*操作內(nèi)存
*p = 22;
}
1.2.2 如何定義合適的指針變量
void test(){
int b;
int *q = &b; //0級(jí)指針
int **t = &q;
int ***m = &t;
}
1.2.3 間接賦值：從0級(jí)指針到1級(jí)指針
int func1(){ return 10; }
void func2(int a){
a = 100;
}
//指針的意義_間接賦值
void test02(){
int a = 0;
a = func1();
printf("a = %d\n", a);
//為什么沒有修改？
func2(a);
printf("a = %d\n", a);
}
//指針的間接賦值
void func3(int* a){
*a = 100;
}
void test03(){
int a = 0;
a = func1();
printf("a = %d\n", a);
//修改
func3(&a);
printf("a = %d\n", a);
}
1.2.4 間接賦值：從1級(jí)指針到2級(jí)指針
void AllocateSpace(char** p){
*p = (char*)malloc(100);
strcpy(*p, "hello world!");
}
void FreeSpace(char** p){
if (p == NULL){
return;
}
if (*p != NULL){
free(*p);
*p = NULL;
}
}
void test(){
char* p = NULL;
AllocateSpace(&p);
printf("%s\n",p);
FreeSpace(&p);
if (p == NULL){
printf("p內(nèi)存釋放!\n");
}
}
1.2.4 間接賦值的推論
用1級(jí)指針形參，去間接修改了0級(jí)指針(實(shí)參)的值。 用2級(jí)指針形參，去間接修改了1級(jí)指針(實(shí)參)的值。 用3級(jí)指針形參，去間接修改了2級(jí)指針(實(shí)參)的值。 用n級(jí)指針形參，去間接修改了n-1級(jí)指針(實(shí)參)的值。
1.3 指針做函數(shù)參數(shù)
指針做函數(shù)參數(shù)，具備輸入和輸出特性：
輸入：主調(diào)函數(shù)分配內(nèi)存 輸出：被調(diào)用函數(shù)分配內(nèi)存
1.3.1 輸入特性
void fun(char *p /* in */)
{
//給p指向的內(nèi)存區(qū)域拷貝內(nèi)容
strcpy(p, "abcddsgsd");
}
void test(void)
{
//輸入，主調(diào)函數(shù)分配內(nèi)存
char buf[100] = { 0 };
fun(buf);
printf("buf = %s\n", buf);
}
1.3.2 輸出特性
void fun(char **p /* out */, int *len)
{
char *tmp = (char *)malloc(100);
if (tmp == NULL)
{
return;
}
strcpy(tmp, "adlsgjldsk");
//間接賦值
*p = tmp;
*len = strlen(tmp);
}
void test(void)
{
//輸出，被調(diào)用函數(shù)分配內(nèi)存，地址傳遞
char *p = NULL;
int len = 0;
fun(&p, &len);
if (p != NULL)
{
printf("p = %s, len = %d\n", p, len);
}
}
1.4 字符串指針強(qiáng)化
1.4.1 字符串指針做函數(shù)參數(shù)
1.4.1.1 字符串基本操作
//字符串基本操作
//字符串是以0或者'\0'結(jié)尾的字符數(shù)組，(數(shù)字0和字符'\0'等價(jià))
void test01(){
//字符數(shù)組只能初始化5個(gè)字符，當(dāng)輸出的時(shí)候，從開始位置直到找到0結(jié)束
char str1[] = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' };
printf("%s\n",str1);
//字符數(shù)組部分初始化，剩余填0
char str2[100] = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' };
printf("%s\n", str2);
//如果以字符串初始化，那么編譯器默認(rèn)會(huì)在字符串尾部添加'\0'
char str3[] = "hello";
printf("%s\n",str3);
printf("sizeof str:%d\n",sizeof(str3));
printf("strlen str:%d\n",strlen(str3));
//sizeof計(jì)算數(shù)組大小，數(shù)組包含'\0'字符
//strlen計(jì)算字符串的長度，到'\0'結(jié)束
//那么如果我這么寫,結(jié)果是多少呢？
char str4[100] = "hello";
printf("sizeof str:%d\n", sizeof(str4));
printf("strlen str:%d\n", strlen(str4));
//請問下面輸入結(jié)果是多少？sizeof結(jié)果是多少？strlen結(jié)果是多少？
char str5[] = "hello\0world";
printf("%s\n",str5);
printf("sizeof str5:%d\n",sizeof(str5));
printf("strlen str5:%d\n",strlen(str5));
//再請問下面輸入結(jié)果是多少？sizeof結(jié)果是多少？strlen結(jié)果是多少？
char str6[] = "hello\012world";
printf("%s\n", str6);
printf("sizeof str6:%d\n", sizeof(str6));
printf("strlen str6:%d\n", strlen(str6));
}
八進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)義字符：
在C中有兩種特殊的字符，八進(jìn)制轉(zhuǎn)義字符和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)義字符，八進(jìn)制字符的一般形式是'\ddd'，d是0-7的數(shù)字。十六進(jìn)制字符的一般形式是'\xhh'，h是0-9或A-F內(nèi)的一個(gè)。八進(jìn)制字符和十六進(jìn)制字符表示的是字符的ASCII碼對(duì)應(yīng)的數(shù)值。
比如 ：
'\063'表示的是字符'3'，因?yàn)?3'的ASCII碼是30（十六進(jìn)制），48（十進(jìn)制），63（八進(jìn)制）。'\x41'表示的是字符'A'，因?yàn)?A'的ASCII碼是41（十六進(jìn)制），65（十進(jìn)制），101（八進(jìn)制）。
1.4.1.2 字符串拷貝功能實(shí)現(xiàn)
//拷貝方法1
void copy_string01(char* dest, char* source ){
for (int i = 0; source[i] != '\0';i++){
dest[i] = source[i];
}
}
//拷貝方法2
void copy_string02(char* dest, char* source){
while (*source != '\0' /* *source != 0 */){
*dest = *source;
source++;
dest++;
}
}
//拷貝方法3
void copy_string03(char* dest, char* source){
//判斷*dest是否為0，0則退出循環(huán)
while (*dest++ = *source++){}
}
1.4.1.3 字符串反轉(zhuǎn)模型
void reverse_string(char* str){
if (str == NULL){
return;
}
int begin = 0;
int end = strlen(str) - 1;
while (begin < end){
//交換兩個(gè)字符元素
char temp = str[begin];
str[begin] = str[end];
str[end] = temp;
begin++;
end--;
}
}
void test(){
char str[] = "abcdefghijklmn";
printf("str:%s\n", str);
reverse_string(str);
printf("str:%s\n", str);
}
1.4.2 字符串的格式化
1.4.2.1 sprintf
#include <stdio.h>
int sprintf(char *str, const char *format, ...);
功能：根據(jù)參數(shù)format字符串來轉(zhuǎn)換并格式化數(shù)據(jù)，然后將結(jié)果輸出到str指定的空間中，直到 出現(xiàn)字符串結(jié)束符 '\0' 為止。
參數(shù)：
str：字符串首地址 format：字符串格式，用法和printf()一樣
返回值：
成功：實(shí)際格式化的字符個(gè)數(shù) 失敗：- 1
void test(){
//1. 格式化字符串
char buf[1024] = { 0 };
sprintf(buf, "你好,%s,歡迎加入我們!", "John");
printf("buf:%s\n",buf);
memset(buf, 0, 1024);
sprintf(buf, "我今年%d歲了!", 20);
printf("buf:%s\n", buf);
//2. 拼接字符串
memset(buf, 0, 1024);
char str1[] = "hello";
char str2[] = "world";
int len = sprintf(buf,"%s %s",str1,str2);
printf("buf:%s len:%d\n", buf,len);
//3. 數(shù)字轉(zhuǎn)字符串
memset(buf, 0, 1024);
int num = 100;
sprintf(buf, "%d", num);
printf("buf:%s\n", buf);
//設(shè)置寬度 右對(duì)齊
memset(buf, 0, 1024);
sprintf(buf, "%8d", num);
printf("buf:%s\n", buf);
//設(shè)置寬度 左對(duì)齊
memset(buf, 0, 1024);
sprintf(buf, "%-8d", num);
printf("buf:%s\n", buf);
//轉(zhuǎn)成16進(jìn)制字符串 小寫
memset(buf, 0, 1024);
sprintf(buf, "0x%x", num);
printf("buf:%s\n", buf);
//轉(zhuǎn)成8進(jìn)制字符串
memset(buf, 0, 1024);
sprintf(buf, "0%o", num);
printf("buf:%s\n", buf);
}
1.4.2.2 sscanf
#include <stdio.h>
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);
功能：從str指定的字符串讀取數(shù)據(jù)，并根據(jù)參數(shù)format字符串來轉(zhuǎn)換并格式化數(shù)據(jù)。
參數(shù)：
str：指定的字符串首地址 format：字符串格式，用法和scanf()一樣
返回值：
成功：成功則返回參數(shù)數(shù)目，失敗則返回-1 失敗：- 1
//1. 跳過數(shù)據(jù)
void test01(){
char buf[1024] = { 0 };
//跳過前面的數(shù)字
//匹配第一個(gè)字符是否是數(shù)字，如果是，則跳過
//如果不是則停止匹配
sscanf("123456aaaa", "%*d%s", buf);
printf("buf:%s\n",buf);
}
//2. 讀取指定寬度數(shù)據(jù)
void test02(){
char buf[1024] = { 0 };
//跳過前面的數(shù)字
sscanf("123456aaaa", "%7s", buf);
printf("buf:%s\n", buf);
}
//3. 匹配a-z中任意字符
void test03(){
char buf[1024] = { 0 };
//跳過前面的數(shù)字
//先匹配第一個(gè)字符，判斷字符是否是a-z中的字符，如果是匹配
//如果不是停止匹配
sscanf("abcdefg123456", "%[a-z]", buf);
printf("buf:%s\n", buf);
}
//4. 匹配aBc中的任何一個(gè)
void test04(){
char buf[1024] = { 0 };
//跳過前面的數(shù)字
//先匹配第一個(gè)字符是否是aBc中的一個(gè)，如果是，則匹配，如果不是則停止匹配
sscanf("abcdefg123456", "%[aBc]", buf);
printf("buf:%s\n", buf);
}
//5. 匹配非a的任意字符
void test05(){
char buf[1024] = { 0 };
//跳過前面的數(shù)字
//先匹配第一個(gè)字符是否是aBc中的一個(gè)，如果是，則匹配，如果不是則停止匹配
sscanf("bcdefag123456", "%[^a]", buf);
printf("buf:%s\n", buf);
}
//6. 匹配非a-z中的任意字符
void test06(){
char buf[1024] = { 0 };
//跳過前面的數(shù)字
//先匹配第一個(gè)字符是否是aBc中的一個(gè)，如果是，則匹配，如果不是則停止匹配
sscanf("123456ABCDbcdefag", "%[^a-z]", buf);
printf("buf:%s\n", buf);
}
1.5 一級(jí)指針易錯(cuò)點(diǎn)
1.5.1 越界
void test(){
char buf[3] = "abc";
printf("buf:%s\n",buf);
}
1.5.2 指針疊加會(huì)不斷改變指針指向
void test(){
char *p = (char *)malloc(50);
char buf[] = "abcdef";
int n = strlen(buf);
int i = 0;
for (i = 0; i < n; i++)
{
*p = buf[i];
p++; //修改原指針指向
}
free(p);
}
1.5.3 返回局部變量地址
char *get_str()
{
char str[] = "abcdedsgads"; //棧區(qū)，
printf("[get_str]str = %s\n", str);
return str;
}
1.5.4 同一塊內(nèi)存釋放多次（不可以釋放野指針）
void test(){
char *p = NULL;
p = (char *)malloc(50);
strcpy(p, "abcdef");
if (p != NULL)
{
//free()函數(shù)的功能只是告訴系統(tǒng) p 指向的內(nèi)存可以回收了
// 就是說，p 指向的內(nèi)存使用權(quán)交還給系統(tǒng)
//但是，p的值還是原來的值(野指針)，p還是指向原來的內(nèi)存
free(p);
}
if (p != NULL)
{
free(p);
}
}
1.6 const使用
//const修飾變量
void test01(){
//1. const基本概念
const int i = 0;
//i = 100; //錯(cuò)誤，只讀變量初始化之后不能修改
//2. 定義const變量最好初始化
const int j;
//j = 100; //錯(cuò)誤，不能再次賦值
//3. c語言的const是一個(gè)只讀變量，并不是一個(gè)常量，可通過指針間接修改
const int k = 10;
//k = 100; //錯(cuò)誤，不可直接修改，我們可通過指針間接修改
printf("k:%d\n", k);
int* p = &k;
*p = 100;
printf("k:%d\n", k);
}
//const 修飾指針
void test02(){
int a = 10;
int b = 20;
//const放在*號(hào)左側(cè) 修飾p_a指針指向的內(nèi)存空間不能修改,但可修改指針的指向
const int* p_a = &a;
//*p_a = 100; //不可修改指針指向的內(nèi)存空間
p_a = &b; //可修改指針的指向
//const放在*號(hào)的右側(cè)， 修飾指針的指向不能修改，但是可修改指針指向的內(nèi)存空間
int* const p_b = &a;
//p_b = &b; //不可修改指針的指向
*p_b = 100; //可修改指針指向的內(nèi)存空間
//指針的指向和指針指向的內(nèi)存空間都不能修改
const int* const p_c = &a;
}
//const指針用法
struct Person{
char name[64];
int id;
int age;
int score;
};
//每次都對(duì)對(duì)象進(jìn)行拷貝，效率低，應(yīng)該用指針
void printPersonByValue(struct Person person){
printf("Name:%s\n", person.name);
printf("Name:%d\n", person.id);
printf("Name:%d\n", person.age);
printf("Name:%d\n", person.score);
}
//但是用指針會(huì)有副作用，可能會(huì)不小心修改原數(shù)據(jù)
void printPersonByPointer(const struct Person *person){
printf("Name:%s\n", person->name);
printf("Name:%d\n", person->id);
printf("Name:%d\n", person->age);
printf("Name:%d\n", person->score);
}
void test03(){
struct Person p = { "Obama", 1101, 23, 87 };
//printPersonByValue(p);
printPersonByPointer(&p);
}
2. 指針的指針(二級(jí)指針)
2.1 二級(jí)指針基本概念
這里讓我們花點(diǎn)時(shí)間來看一個(gè)例子，揭開這個(gè)即將開始的序幕。考慮下面這些聲明：
int a = 12;
int *b = &a;
它們?nèi)缦聢D進(jìn)行內(nèi)存分配：
假定我們又有了第3個(gè)變量，名叫c,并用下面這條語句對(duì)它進(jìn)行初始化：
c = &b;
它在內(nèi)存中的大概模樣大致如下：
c的類型是什么？顯然它是一個(gè)指針，但它所指向的是什么？
變量b是一個(gè)“指向整型的指針”，所以任何指向b的類型必須是指向“指向整型的指針”的指針，更通俗地說，是一個(gè)指針的指針。
它合法嗎？
是的！指針變量和其他變量一樣，占據(jù)內(nèi)存中某個(gè)特定的位置，所以用&操作符取得它的地址是合法的。
那么這個(gè)變量的聲明是怎樣的聲明的呢？
int **c = &b;
那么這個(gè)**c如何理解呢？操作符具有從右想做的結(jié)合性，所以這個(gè)表達(dá)式相當(dāng)于(*c),我們從里向外逐層求職。*c訪問c所指向的位置，我們知道這是變量b.第二個(gè)間接訪問操作符訪問這個(gè)位置所指向的地址，也就是變量a.指針的指針并不難懂，只需要留心所有的箭頭，如果表達(dá)式中出現(xiàn)了間接訪問操作符，你就要隨箭頭訪問它所指向的位置。
2.2 二級(jí)指針做形參輸出特性
二級(jí)指針做參數(shù)的輸出特性是指由被調(diào)函數(shù)分配內(nèi)存。
//被調(diào)函數(shù),由參數(shù)n確定分配多少個(gè)元素內(nèi)存
void allocate_space(int **arr,int n){
//堆上分配n個(gè)int類型元素內(nèi)存
int *temp = (int *)malloc(sizeof(int)* n);
if (NULL == temp){
return;
}
//給內(nèi)存初始化值
int *pTemp = temp;
for (int i = 0; i < n;i ++){
//temp[i] = i + 100;
*pTemp = i + 100;
pTemp++;
}
//指針間接賦值
*arr = temp;
}
//打印數(shù)組
void print_array(int *arr,int n){
for (int i = 0; i < n;i ++){
printf("%d ",arr[i]);
}
printf("\n");
}
//二級(jí)指針輸出特性(由被調(diào)函數(shù)分配內(nèi)存)
void test(){
int *arr = NULL;
int n = 10;
//給arr指針間接賦值
allocate_space(&arr,n);
//輸出arr指向數(shù)組的內(nèi)存
print_array(arr, n);
//釋放arr所指向內(nèi)存空間的值
if (arr != NULL){
free(arr);
arr = NULL;
}
}
2.3 二級(jí)指針做形參輸入特性
二級(jí)指針做形參輸入特性是指由主調(diào)函數(shù)分配內(nèi)存。
//打印數(shù)組
void print_array(int **arr,int n){
for (int i = 0; i < n;i ++){
printf("%d ",*(arr[i]));
}
printf("\n");
}
//二級(jí)指針輸入特性(由主調(diào)函數(shù)分配內(nèi)存)
void test(){
int a1 = 10;
int a2 = 20;
int a3 = 30;
int a4 = 40;
int a5 = 50;
int n = 5;
int** arr = (int **)malloc(sizeof(int *) * n);
arr[0] = &a1;
arr[1] = &a2;
arr[2] = &a3;
arr[3] = &a4;
arr[4] = &a5;
print_array(arr,n);
free(arr);
arr = NULL;
}
2.4 強(qiáng)化訓(xùn)練_畫出內(nèi)存模型圖
void mian()
{
//棧區(qū)指針數(shù)組
char *p1[] = { "aaaaa", "bbbbb", "ccccc" };
//堆區(qū)指針數(shù)組
char **p3 = (char **)malloc(3 * sizeof(char *)); //char *array[3];
int i = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
p3[i] = (char *)malloc(10 * sizeof(char)); //char buf[10]
sprintf(p3[i], "%d%d%d", i, i, i);
}
}
2.4 多級(jí)指針
將堆區(qū)數(shù)組指針案例改為三級(jí)指針案例：
//分配內(nèi)存
void allocate_memory(char*** p, int n){
if (n < 0){
return;
}
char** temp = (char**)malloc(sizeof(char*)* n);
if (temp == NULL){
return;
}
//分別給每一個(gè)指針malloc分配內(nèi)存
for (int i = 0; i < n; i++){
temp[i] = malloc(sizeof(char)* 30);
sprintf(temp[i], "%2d_hello world!", i + 1);
}
*p = temp;
}
//打印數(shù)組
void array_print(char** arr, int len){
for (int i = 0; i < len; i++){
printf("%s\n", arr[i]);
}
printf("----------------------\n");
}
//釋放內(nèi)存
void free_memory(char*** buf, int len){
if (buf == NULL){
return;
}
char** temp = *buf;
for (int i = 0; i < len; i++){
free(temp[i]);
temp[i] = NULL;
}
free(temp);
}
void test(){
int n = 10;
char** p = NULL;
allocate_memory(&p, n);
//打印數(shù)組
array_print(p, n);
//釋放內(nèi)存
free_memory(&p, n);
}
2.5 深拷貝和淺拷貝
如果2個(gè)程序單元（例如2個(gè)函數(shù)）是通過拷貝 他們所共享的數(shù)據(jù)的 指針來工作的，這就是淺拷貝，因?yàn)檎嬲L問的數(shù)據(jù)并沒有被拷貝。如果被訪問的數(shù)據(jù)被拷貝了，在每個(gè)單元中都有自己的一份，對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的操作相互 不受影響，則叫做深拷貝。
#include <iostream>
using namespace std;
class CopyDemo
{
public:
CopyDemo(int pa,char *cstr) //構(gòu)造函數(shù)，兩個(gè)參數(shù)
{
this->a = pa;
this->str = new char[1024]; //指針數(shù)組，動(dòng)態(tài)的用new在堆上分配存儲(chǔ)空間
strcpy(this->str,cstr); //拷貝過來
}
//沒寫，C++會(huì)自動(dòng)幫忙寫一個(gè)復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，淺拷貝只復(fù)制指針,如下注釋部分
//CopyDemo(CopyDemo& obj)
//{
// this->a = obj.a;
// this->str = obj.str; //這里是淺復(fù)制會(huì)出問題，要深復(fù)制
//}
CopyDemo(CopyDemo& obj) //一般數(shù)據(jù)成員有指針要自己寫復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，如下
{
this->a = obj.a;
// this->str = obj.str; //這里是淺復(fù)制會(huì)出問題，要深復(fù)制
this->str = new char[1024];//應(yīng)該這樣寫
if(str != 0)
strcpy(this->str,obj.str); //如果成功，把內(nèi)容復(fù)制過來
}
~CopyDemo() //析構(gòu)函數(shù)
{
delete str;
}
public:
int a; //定義一個(gè)整型的數(shù)據(jù)成員
char *str; //字符串指針
};
int main()
{
CopyDemo A(100,"hello!!!");
CopyDemo B = A; //復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，把A的10和hello!!!復(fù)制給B
cout <<"A:"<< A.a << "," <<A.str << endl;
//輸出A:100，hello!!!
cout <<"B:"<< B.a << "," <<B.str << endl;
//輸出B:100，hello!!!
//修改后,發(fā)現(xiàn)A,B都被改變，原因就是淺復(fù)制，A,B指針指向同一地方，修改后都改變
B.a = 80;
B.str[0] = 'k';
cout <<"A:"<< A.a << "," <<A.str << endl;
//輸出A:100，kello!!!
cout <<"B:"<< B.a << "," <<B.str << endl;
//輸出B:80，kello!!!
return 0;
}
根據(jù)上面實(shí)例可以看到，淺復(fù)制僅復(fù)制對(duì)象本身（其中包括是指針的成員），這樣不同被復(fù)制對(duì)象的成員中的對(duì)應(yīng)非空指針會(huì)指向同一對(duì)象，被成員指針引用的對(duì)象成為共享的，無法直接通過指針成員安全地刪除（因?yàn)槿糁苯觿h除，另外對(duì)象中的指針就會(huì)無效，形成所謂的野指針，而訪問無效指針是危險(xiǎn)的；
除非這些指針有引用計(jì)數(shù)或者其它手段確保被指對(duì)象的所有權(quán)）；而深復(fù)制在淺復(fù)制的基礎(chǔ)上，連同指針指向的對(duì)象也一起復(fù)制，代價(jià)比較高，但是相對(duì)容易管理。
參考資料
C Primer Plus（第五版）中文版 https://www.cnblogs.com/lulipro/p/7460206.html