C 语言学习七：指针

指针与地址

指针的声明和初始化

int variable = 42;
int *ptr = &variable;
//间接访问
int value = *ptr; // value 等于 x 的值，即 42

char str[] = "Hello"; // 字符串数组
const char* ptr = "World";  // 字符串指针
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• 空指针：未指向任何对象的指针

  int *ptr = NULL;
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指针的解引用

通过指针可以访问或修改其指向的变量的值，通过使用解引用操作符 * 完成。

int value = *ptr;  // 通过指针获取变量的值
*ptr = 10;         // 通过指针修改变量的值
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指针的比较

指针可以进行大小比较，但要注意指针比较的是地址而不是指向的值

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <stdio.h>
int main() {
    int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int* ptr1 = arr;
    int* ptr2 = arr + 2;
    printf("*ptr1=%d\n", *ptr1);
    printf("*ptr2=%d\n", *ptr2);
    printf("ptr1=%d\n", ptr1);
    printf("ptr2=%d\n", ptr2);
    if (ptr1 < ptr2) {
        // 执行此处代码
    }
    return 0;
}
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指针和数组

指针可以进行算术运算，例如指针加法和指针减法。在数组遍历和动态内存管理中非常有用（区分开地址和值的变化）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int* ptr = arr;
    // 指针加法
    ptr = ptr + 2; // 移动两个元素
    *ptr = *ptr - 1;	//值变化
    printf("*ptr=%d", *ptr);
    // 现在 ptr 指向 arr[1]
    return 0;
}
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指针数组

1. 定义： 指针数组是一个数组，其元素都是指针

   int *ptrArray[5]; // 声明一个包含 5 个指针的数组
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2. 初始化：指针数组的每个元素必须指向相同类型或相同结构的数据

   int a = 5, b = 10, c = 15;
   int *ptrArray[3] = {&a, &b, &c}; // 初始化指针数组
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3. 使用：当需要一次性操作多个相关的指针，而这些指针的数量可能在运行时发生变化时，使用指针数组能够更方便地管理这些指针。

指针和动态内存分配

malloc、calloc、realloc 和 free 等函数用于动态内存分配和释放，返回的是指向动态分配内存的指针。

int *dynamicArray = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
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指针与函数参数

指针作为函数参数

• 函数可以接受指针作为参数，允许函数修改调用者提供的变量的值

  void modifyValue(int *ptr) {
      *ptr = 100;
  }
  
  int main() {
      int value = 42;
      modifyValue(&value);
      // 此时 value 的值变为 100
  }
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• 同样的也可以修改数组的元素

  void modifyArray(int *arr, int size) {
      for (int i = 0; i < size; ++i) {
          arr[i] *= 2;
      }
  }
  
  int main() {
      int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
      modifyArray(arr, 5);	//数组名就是数组的首地址
      // 此时 arr 变为 {2, 4, 6, 8, 10}
  }
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二级指针

以动态分配内存为例
当传递一个指针给函数时，传递的是指针的拷贝。如果在函数内部分配了新的内存，并将这个新内存的地址赋给传入的指针，这对于调用者的指针没有影响。为了解决这个问题，可以传递一个指针的指针，也就是二级指针

void allocateMemory(int **ptr) {
    *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));
    **ptr = 42;
}

int main() {
    int *dynamicValue;
    allocateMemory(&dynamicValue);
    // 此时 dynamicValue 指向了动态分配的内存，其值为 42
}

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int **ptr 表示一个指向指针的指针。这是为了能够在函数内部修改指针的值。

指向函数的指针

1. 定义函数指针：函数指针的声明形式类似于函数声明，只需在函数名前面加上指针类型，例如int (*ptr)(int, int);表示 ptr 是一个指向接受两个整数参数并返回整数的函数的指针

2. 初始化函数指针：ptr = &add;其中 add 是一个函数，ptr 就指向了这个函数

3. 用途：
   回调函数： 当你需要在某个地方注册一个函数，以便在特定事件发生时调用它时，函数指针就非常有用。例如，你可能有一个事件处理器，允许用户注册一个函数，然后在某个事件发生时调用该函数

   // 使用函数指针实现回调
   void eventHandler(void (*callback)(int)) {
       // 做一些操作
       int data = 42;
       // 调用注册的回调函数
       callback(data);
   }
   
   // 注册的回调函数
   void myCallback(int value) {
       printf("Callback called with value: %d\n", value);
   }
   
   int main() {
       // 在事件处理器中注册回调函数
       eventHandler(myCallback);
   
       return 0;
   }
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