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21天C语言代码训练营(第四天)

21天C语言代码训练营(第四天)

上一篇最后留的打印九九乘法表的习题很简单大家都做出来了,这里我就不用讲了。不会的同学请看上一篇中的留言。

很多朋友反映上一篇中的解法四不太明白,今天我就把解法四种涉及的知识分析一下,都是干货,请大家仔细体会。

这个专题不讲基础知识,如果你连最基本的数组和指针这些概念都没学过,就请等到学习之后再来看。否则会混淆概念。

1. 数组和指针的关系

一说到指针,很多人就开始恐惧。其实大可不必,今天就来告诉你怎么理解。

很多人都觉得,数组比指针好理解很多。因为它的使用非常简单。请看下面这个例子:

int a[5]; int i; for(i = 0; i < 5; i++) {     a[i] = i + 1; }  for (i = 0; i < 5; i++) {     printf("%d ", a[i]); }

这段代码大家都能看懂,定义一个数组a,把1~5保存进去之后再打印出来。这段代码几乎包含了数组的全部使用方法,从初始化到访问。

在使用数组时,我们需要知道下面几件事:

  • 数组是内存中一组连续的空间,上面的数组a是内存中连续的5个int型的空间。这段空间在数组初始化的时候就开辟出来了
  • 数组名a就是这段连续空间的起始地址,同时也是第一个元素的地址。相当于&a[0]
  • 下标表示了每个元素的具体位置,同时也表示这个元素与第一个元素之间的距离。于是a[i]相当于a[0 + i]

掌握了这些,数组的知识你就掌握了。可能你已经发现了,数组的管理方式和指针的本质都和地址有关。

2. 指针

重点来了,指针是什么。指针是个地址,它是内存中一段数据的地址。只要记住这一句话就能彻底搞懂指针了。

说到地址,我们会想到刚说过数组名就是地址。那么我们现在来试着把数组名当做指针来使用一下。请看这个例子:

2.1 数组名当做指针变量用

int a[5]; int i; for(i = 0; i < 5; i++) {     *(a + i) = i + 1; // 把数组名当做指针来用 }  for (i = 0; i < 5; i++) {     printf("%d ", *(a + i)); // 把数组名当做指针来用 }

神奇的事情发生了,这段代码和例一完全相同。唯一需要注意的是,数组名a不能像指针一样做a++这个动作,原因是如果做了a++就丢失了数组的首地址,系统将无法管理这段完整的内存空间了。这是C语言内部强行规定的,如果不理解这里可以先记住这个特殊情况。

我们再看看能否把指针当数组名来用。请看下面这个例子:

2.2 指针变量当做数组名用

int a[5]; int* p = a; int i; for(i = 0; i < 5; i++) {     p[i] = i + 1; }  for (i = 0; i < 5; i++) {     printf("%d ", p[i]); // 相当于printf("%d ", *p); p++; }

这段代码中,先让指针p指向数组a的首地址,之后把p当做数组名来使用。你会发现没有任何问题。

其实,数组是一种特殊的指针,今后一想到指针,你的脑海中要先有一个数组的样子。

有人会问,那指向变量的指针又怎么理解呢?请看下面这个例子:

2.3 指向变量地址的指针

int b = 5;  int* p = &b;  printf("%d ", *p);

这段代码很典型,很多教科书上都会用。b是一个变量,用指针p指向它。这段代码可以这样理解:

  • 有一个int型的数组a,这个数组只有一个元素。int a[1];
  • b就是这个数组中唯一的元素a[0]。a[0] = 5;
  • 指针p指向数组a的首地址。int* p = a;相当于int* p = &a[0];也相当于int* p = &b;

后面的内容大家应该懂了吧。是不是一下豁然开朗了?

3. 指针的用法

指针另外一个难点就是形式比较复杂。我们一个一个看。

3.1 指针初始化

int b = 5; int* p; p = &b;

相当于:

int b = 5; int* p = &b;

指针之间赋值也是如此:

int* p = NULL; int* p1; p1 = p;

相当于:

int* p = NULL; int* p1 = p;

这两种写法完全相同,只不过是写成一行后变成了简写形式。这种形式需要记下来,在指针作为函数形参传递时也同样是这个原理。如下:

void fun(int* p) {     ... }  int main() {     int b = 5;     int* pp = &b;      fun(&b);     fun(pp);         }

看懂了吗,函数调用中形参的赋值相当于简写赋值形式。

3.2 指针访问

基本形式是指针变量前加“*”。请看这段代码:

 int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};   int* p = a;  int i;   for (i = 0; i < 5; i++)  {     printf("%d ", *(p + i));  }  printf("/n");   for (i = 0; i < 5; i++)  {     printf("%d ", *p++);  }

第一个for循环采用的是偏移量计算的方式打印出每个元素。第二个for循环中采用移动指针的方式打印每个元素。不同之处在于,第一种方式指针位置不变化,第二中方法指针位置变化。

3.3 指针的偏移

在我们对指针变量进行++或–的时候,实际上是内存地址的变化。那么计算机怎么知道一次变化多少呢?这取决于指针变量的类型。

short a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};  short* p = a; long* pp = a;  p++;  pp++;  printf("%d/n", *p); printf("%d", *(short*)pp);

请自己运行这段代码,你会发现两次打印的结果不同。因为p的类型是short,它做自加跳过一个short的大小,而pp做自加跳过一个long的大小,相当于两个short大小。

4. 指针管理数组

为什么要用指针管理数组呢,原因在于数组名加下标的方式常常很难满足使用的灵活性。在真正的C语言开发中,我们是用malloc函数从堆中申请一段空间,之后用指针管理。这里把堆空间换成数组是为了让大家更容易理解指针的使用。

请看下面这段冒泡排序算法的实现,面数组中十个数字从小到大进行排序。

int main() {     int a[10] = {2, 3, 5, 8, 9, 0, 4, 7, 6, 1};      int* p = NULL;     int* q = NULL;     int t;      for(p = a; p - a < 10; p++)     {         for (q = p + 1; q - a < 10; q++)         {             if (*p > *q)             {                 t = *p;                 *p = *q;                 *q = t;             }         }     }      for (t = 0; t < 10; t++)     {         printf("%d ", a[t]);     }      return 0; }

这段代码很简单,相信大家都能看懂。

了解了这些知识,上一篇中解法四的操作大家应该可以理解了。再回去好好看看,你会有更多的收获。

5. 练习题

今天的练习题是这样。10个小朋友围坐一圈分糖果,大家按照顺时针的方向从1报数到99,每次报到几就能领到几个糖果,问最终哪个小朋友分到的糖果最多。请编程实现。


指针是C语言中最有灵性的部分,它常常能够化腐朽为神奇,给死板枯燥的程序添加神来之笔。在繁重的代码堆叠工作中,往往那么一瞬间你会发现只有运用指针才能把你突如其来的灵感完美地体现在程序中。我希望从今天起,大家不要再惧怕指针,大胆地了解它使用它。因为它是你打开C语言殿堂大门的金钥匙。

这里聊到的东西没有任何炫技的部分,它们看似简单,但都是我十年软件开发中积累下的最朴素直接的小技巧。它们比那些令人眼花缭乱的“绝招”更经得起时间的检验。请大家仔细体会。

今天拿出来了一些压箱底的东西,后面还会继续分享这类干货。请大家多多支持。

我是天花板,让我们一起在软件开发中自我迭代。
如有任何问题,欢迎与我联系。


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