diff --git a/README.md b/README.md index 98842c7..ef755ce 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -29,11 +29,11 @@ ## 导航 Navigation -1. C 语言基础 +1. 学习 C 语言 2. 读书笔记 -3. 代码练习 -4. C 语言小游戏 -5. C 语言课程设计作业 +3. C 经典练习题 +4. 用 C 实现的小游戏 +5. C 课程设计作业 6. 免费获取 C 语言必读经典电子书 @@ -44,7 +44,7 @@
-### C 语言基础 +### 学习 C 语言 *** @@ -140,7 +140,7 @@
-### 代码练习 +### C 经典练习题 *** @@ -175,6 +175,8 @@
+ + ### 读书笔记 *** @@ -202,7 +204,7 @@
-### C 语言小游戏 +### 用 C 实现的小游戏 *** @@ -218,7 +220,7 @@
-### C 语言课程设计作业 +### C 课程设计作业 *** diff --git a/content/c-notes/你不知道的几种素数判断方法,由浅入深,详解.md b/content/c-notes/你不知道的几种素数判断方法,由浅入深,详解.md new file mode 100644 index 0000000..e7993c4 --- /dev/null +++ b/content/c-notes/你不知道的几种素数判断方法,由浅入深,详解.md @@ -0,0 +1,252 @@ +我们要判断素数,首先要知道素数的定义。 + +> 素数:质数又称素数。一个大于1的自然数,除了1和它自身外,不能被其他自然数整除的数叫做质数;否则称为合数。 + +知道了素数的定义,那么我们应该想一下,如何去判断一个数是否为素数? + +> 一种思路是,我们在每次得到一个数后,都去计算,去尝试因式分解它,看它除了1和自身之外还有没有其他因子 +> 另一种是,我们去查阅素数表,看这个数在不在素数表上。那我们就要先得到素数表。 + +以下除了第一种方法,第2~4种方法都是用第二种思路做的 +当要判断的目标数很少时,第一种高效。但是当给定的目标数组很多,数也很大时。后面的思路配上高效的查找算法,显然更高效 + +------ + +### 方法1:暴力求解 + +1-1:稍微动动脑 + +> **思想**: +> 根据素数的定义思考。素数是大于1的自然数,除了1和自身外,其他数都不是它的因子。 +> 那我们就可以用一个循环,从2开始遍历到这个数减去1,如果这个数都不能被整除,那么这个数就是素数。 +> 也就是说: +> 给定一个数 n , i 从 2 开始取值,直到 n - 1(取整数),如果 n % i != 0 , n 就是素数 +> 进一步思考,有必要遍历到 n - 1 吗? +> 除了1以外,任何合数最小的因子就是2,那最大的因子就是 n/2 +> 那我们就遍历到 n/2就足够了 + +这样我们就可以写出这个算法的核心代码: + +``` +int isPrime(int target) { + + int i = 0; + + if (target <= 1) { + printf("illegal input!\n");//素数定义 + return -1; + } + + for (i = 2; i <= target / 2; i++) { + if (target % i == 0) + return 0;//不是素数直接返回0 + } + + return 1;//是素数返回1 +} +``` + +![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + +1-2:再进一步 + +> **思想**: +> +> 在上面的基础上,其实不需要遍历到 n/2,只需要到 根号n(包含根号n) 就可以了。为什么呢?这是个数学问题,大家自行思考一下。 + +核心代码: + +``` +int isPrime(int target) { + + int i = 0; + + if (target <= 1) { + printf("illegal input!\n");//素数定义 + return -1; + } + + for (i = 2; i <= (int)sqrt(target); i++) { + if (target % i == 0) + return 0; + } + + return 1; +} +``` + +![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + +------ + +> 从第二种方法开始,我们都是先完成判断素数数组,然后用二分法去查找判断数组 +> +> 这里说一下以下三种方法牵扯的概念: +> +> - 范围:1 ~ 范围上限N +> - 范围上限N:判断素数需要用户输入随机素数,这个随机素数的范围是1 ~ N +> - 判断素数数组:将数组的`下标`与`1 ~ N`的自然数一一对应起来。 +> 判断 1到N 的自然数是否为素数,其实就是判断数组的下标是否为素数,如果是 给这个下标所对应的判断素数数组元素赋1,否则赋0 +> 比如:我要判断3是否为素数,我们就找到`判断素数数组isPrime`中的下标为3的元素,即:`isPrime[3]` +> 如果 `3` 是素数 , 赋值1,即`isPrime[3] = 1` +> `如果 3 不是素数,赋值0 ,即isPrime[3] = 0` +> 这样我们在用二分法查找时,查找数组下标就可以,找到下标后返回下标对应的判断素数数组的值。 +> 如果是1说明下标对应的自然数是素数,否则不是 + +------ + +### 方法2:用素数表来判断素数 + +> **思路**: +> 如果一个数不能整除比它小的任何素数,那么这个数就是素数 +> 这种“打印”素数表的方法效率很低,不推荐使用,可以学习思想 + +核心代码: + +``` +//target:输入的要查找的数 +//count:当前已知的素数个数 +//PrimeArray:存放素数的数组 +int isPrime(int target, int count, int* PrimeArray) { + + int i = 0; + for (i = 0; i < count; i++) { + if (target % PrimeArray[i] == 0) + return 0; + } + + return 1; +} +``` + +![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + +------ + +### 方法3:普通筛法——埃拉托斯特尼(Eratosthenes)筛法 + +> **思路**: +> \1. 我们的想法是,创建一个比范围上限大1的数组,我们只关注下标为 1 ~ N(要求的上限) 的数组元素与数组下标(一一对应)。 +> \2. 将数组初始化为1。然后用for循环,遍历范围为:【2 ~ sqrt(N)】。如果数组元素为1,则说明这个数组元素的下标所对应的数是素数。 +> \3. 随后我们将这个下标(除1以外)的整数倍所对应的数组元素全部置为0,也就是判断其为非素数。 +> 这样,我们就知道了范围内(1 ~ 范围上限N)所有数是素数(下标对应的数组元素值为1)或不是素数(下标对应的数组元素值为0) + +> 用百度百科对埃拉托斯特尼筛法简单描述:**要得到自然数n以内的全部素数,必须把不大于 的所有素数的倍数剔除,剩下的就是素数。** + +核心代码: + +``` +// 判断素数的数组 范围上限N +void Eratprime(int* isprime, int upper_board) { + + int i = 0; + int j = 0; + //初始化isprime + for (i = 2; i <= upper_board; i++) + isprime[i] = 1; + + + for (i = 2; i < (int)sqrt(upper_board); i++) { + if (isprime[i]) { + isprime[i] = 1; + } + for (j = 2; i * j <= upper_board; j++) {//素数的n倍(n >= 2)不是素数 + isprime[i * j] = 0; + } + } + +} +``` + +![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + +------ + +### 方法4:线性筛法——欧拉筛法 + +> **思路**: +> 我们再思考一下上面的埃拉托斯特尼筛法,会发现,在“剔除“非素数时,有些合数会重复赋值。这样就会增加复杂度,降低效率。 +> 比如:范围上限N = 16时 +> +> ``` +> 2是素数,剔除”2 的倍数“,它们是:4,6, 8,10, 12, 14, 16 +> 3是素数,剔除”3 的倍数”,它们是,6,9,12,15 +> ``` +> +> ![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) +> +> 6,12是重复的。如何减少重复呢? + +核心代码: + +``` +void PrimeList(int* Prime, bool* isPrime, int n) { + + int i = 0; + int j = 0; + int count = 0; + + if (isPrime != NULL) {//确保isPrime不是空指针 + //将isPrime数组初始化为 1 + for (i = 2; i <= N; i++) { + isPrime[i] = true; + } + } + + if (isPrime != NULL && Prime != NULL) { + //从2遍历到范围上限N + for (i = 2; i <= N; i++) { + if (isPrime[i])//如果下标(下标对应着1 ~ 范围上限N)对应的isPrime值没有被置为false,说明这个数是素数,将下标放入素数数组 + Prime[count++] = i; + //循环控制表达式的意义:j小于等于素数数组的个数 或 素数数组中的每一个素数与 i 的积小于范围上限N + for (j = 0; (j < count) && (Prime[j] * (long long)i) <= N; j++)//将i强制转换是因为vs上有warning,要求转换为宽类型防止算术溢出。数据上不产生影响 + { + isPrime[i * Prime[j]] = false;//每一个素数的 i 倍(i >= 2)都不是素数,置为false + + //这个是欧拉筛法的核心,它可以减少非素数置false的重复率 + //意义是将每一个合数(非素数)拆成 2(最小因数)与最大因数 的乘积 + if (i % Prime[j] == 0) + break; + } + } + } +} +``` + +![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + +如果你没有理解,可以参考下例 + +![img](https://img-blog.csdnimg.cn/20200129202409493.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU0MDEw,size_16,color_FFFFFF,t_70)![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + +![img](https://img-blog.csdnimg.cn/20200129202427159.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU0MDEw,size_16,color_FFFFFF,t_70)![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==) + + + +[以上四种算法的完整代码在我的github上,帮助到你了不妨给我点个star哦~](https://github.com/hairrrrr/win.ccode/tree/master/Pactise/2020WinterVacation/Prime/Prime Judgement) + +------ + + + + + +------ + +感谢指出我错误的微信网友: 大异小同 。 + +本次修改内容: + +\1. 1-1中的代码,for循环的循环控制 i < target / 2 改为 i <= target + +错误情况:当 target == 4 时,target / 2 的值是 2,i 从 2开始,如果 循环控制是:i < target / 2, 则不会进入 for 循环,所以会将 4 误判为素数 + +\2. sqrt 函数的返回值是 double 类型。 + +将 i <= sqrt(target) 改为 i <= (int)sqrt(target) + +sqrt 函数的函数原型:double sqrt(double arg); + + + +2020 - 2 - 24 日修改: \ No newline at end of file diff --git a/content/c-notes/小端和整型存储.md b/content/c-notes/小端和整型存储.md new file mode 100644 index 0000000..ce06201 --- /dev/null +++ b/content/c-notes/小端和整型存储.md @@ -0,0 +1,290 @@ + + +### 1.如何用程序判断自己的机器是大端还是小端? + +*** + +通常情况下,我们的计算机都是小端存储模式。 + +> 小端:数字的低位存储到内存的低地址上。 +> +> 大端:数字的低位存储到内存的高地址上。 + +我们在 VS 中创建一个临时变脸 + +```c +int a = 0x11223344;// 十六进制数 +``` + +然后打开调试器,看到变量 a 在内存中是这样存储的: + +```c +0x0133FC50 44 33 22 11 +``` + +对于 Vs 调试中内存窗口的这行信息应该如何理解呢?它就表示: + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-49.png) + +十六进制数每两位表示一个字节,地址也是十六进制数;int 类型在 32 位机器上大小为 4 个字节。 + + + +**如何理解十六进制数每两位表示一个字节?** + +十六进制数每一位的取值范围是 0 ~ 15,表示 16 种不同可能,对应 4 个二进制位(0000 ~ 1111),所以每一位十六进制可以表示 4 个二进制位,那么两个十六进制位就表示 8 个二进制位,也就是 1 个字节。 + + + +可以看到,在我的机器上,低位 44 存储在 低地址(0x0133FC50)上,所以我的机器是 小端存储模式。 + + + +如果是大端存储模式,变量 a 在内存中的存储应该如下图所示: + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-50.png) + + + +现在,让我们用程序来验证一下我们的机器到底是大端还是小端。 + + + +#### 方法一 + +```c +#include + +int main(void) { + + int a = 0x11223344; + int* pi = &a; + char* pc = (char*)pi;//指针强转 + + printf("%x\n", *pc);//输出 44 ,得到证实 + + return 0; +} +``` + + + +#### 方法二 + +```c +#include + +typedef union { + int a; + char ch[sizeof(int)]; +}BOS;//big or small + +int main(void) { + + BOS bos; + bos.a = 0x11223344; + + printf("%x", (unsigned int)bos.ch[0]);//输出 44 + + return 0; +} +``` + + + +### 2.关于整数类型存储的面试问题 + +*** + +以下问题大家可以先独立思考一下,看看如果真的面试官问你,你能不能正确的回答并清晰的讲出其中的原理。 + +#### 1 + +请问,printf 函数会打印出什么内容?并解释原因。 + +```c +char a = -1; +signed char b = -1; +unsigned char c = -1; +printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c); +``` + +```c +a = -1, b = -1, c = 255 +``` + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-51.png) + +**signed char 与 char 表示同一种类型,原理一样** + + + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-52.png) + +#### 2 + +请问,printf 函数会打印出什么内容?并解释原因。 + +```c +char a = -128; +printf("%u\n", a); +``` + +```c +4294967168 +``` + +你想到了吗? + + + +我们还是按照上面的思路分析: + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-53.png) + +#### 3 + +请问,printf 函数会打印出什么内容?并解释原因。 + +```c +char a = 128; +printf("%u\n", a); +``` + +```c +4294967168 +``` + +神奇吗?并不神奇。 + + + +原因就在于“截断”时得到的二进制序列是一模一样的,后面的操做是相同的。 + + + +另外说一句,char 的范围是 -128 ~ 127,所以上面的 char 型变量 a 溢出了。 + + + +试着想想下面的 printf 函数又会输出什么呢? + +```c +unsigned char a = -128; +unsigned char b = 128; +printf("a = %u, b = %u\n", a, b); +``` + + + +#### 4 + +```c +int i = -20; +unsigned int j = 10; +printf("%d\n", i + j); +``` + +首先,i 与 j 相加时,**int 转换为 unsigned int** 。 + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-54.png) + +#### 5 + +请问:下面的程序会输出什么? + +```c +unsigned int i; +for(i = 9; i >= 0; i--){ + printf("%u\n", i); +} +``` + + + +这个问题的关键点就是在 i == 0 时。如果 i 的类型是 int ,毫无疑问,for 循环会在这里结束。可是,现在 i 的类型是 unsigned int。 + +我们知道,`i--`等同于 `i -= 1`,也就是 `i = i - 1` 。对于编译器来说,其实这个操作是 `i = i + (-1)`,我们知道, -1 的补码是: + + 11111111 11111111 11111111 11111111 + +当它与 0(i)相加时,i 的补码就变成了全 1。问题就在于,这时候 i 是 unsigned int 类型,这个全 1 的补码的含义并不是 -1 而是 unsigned int 的最大值。所以循环条件 `i >= 0 `依然满足。 + + + +换句话说,对于 unsigned int 类型的 i 来说,`i >= 0`是恒成立的。 + + + +所以答案是无限循环。 + + + +#### 6 + + ```c +int main(void) +{ + char a[1000]; + int i; + + for(i=0; i<1000; i++){ + a[i] = -1-i; + } + + printf("%d",strlen(a)); + + return 0; +} + ``` + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-55.png) + +#### 7 + +```c +7. +#include +unsigned char i = 0; +int main(void){ + for(i = 0;i<=255;i++){ + printf("hello world\n"); + } + + return 0; +} + +``` + +这个情况与例5相同。 + + + +### 3.浮点数 + +浮点数我们不做过多说明,详情我们在【C入门到精通】讲过。 + +我们着重强调一下,对于 **2 个浮点数的比较** 来说,不能像整型那样直接比较,应该引入一个误差范围,比如: + +```c +#define E 1e-4 //定义一个精度 + + float i = 19.0; + float j = i / 7.0; + + if (j * 7.0 - i < E && j * 7.0 - i > -E) { + printf("相等!\n"); + } else { + printf("不相等!\n"); + } +``` + + + +**如果本文你有地方没有看懂,推荐阅读以下文章,可以帮助你理解**: + +- [一文看懂枚举&结构&联合](https://mp.weixin.qq.com/s/NkXZSdM-gnAuG7_jAM8ZiA) + + + + diff --git a/content/c-notes/指针进阶.md b/content/c-notes/指针进阶.md new file mode 100644 index 0000000..8b20962 --- /dev/null +++ b/content/c-notes/指针进阶.md @@ -0,0 +1,943 @@ +## 指针进阶 + + + +## 目录 + +*** + +[TOC] + + + +### 前言 + +*** + +#### 指针的概念 + +>1. 指针就是个变量,用来存放地址,地址唯一标识一块内存空间。 +>2. 指针的大小是固定的4/8个字节(32位平台/64位平台)。 +>3. 指针是有类型,指针的类型决定了指针的+-整数的步长,指针解引用操作的时候的权限。 + + + +### 1、字符指针 + +#### 字符串的 数组 与 指针 表示的区别 + +请看下面这段代码,猜测会输出什么: + +**1-1.c** + +```c +#include + +int main(void) { + + char str1[] = "Hello"; + char str2[] = "Hello"; + + const char* str3 = "Hello"; + const char* str4 = "Hello"; + + //查看str1与str2 ,str3与str4 的地址是否相同 + + if (str1 == str2) + printf("str1 == str2\n"); + + if (str3 == str4) + printf("str3 == str4\n"); + + return 0; +} +``` + +输出: + +```c +str3 == str4 +``` + +我们不着急解释原因,我们再来看一下下面这个例子: + +**1-2.c** + +```c +#include + +int main(void){ + char str1[] = "hello"; + str1[0] = 'a'; + printf("%s\n", str1); + + return 0; +} +``` + +**1-3.c** + +```c +#include + +int main(void){ + char* str2 = "hello"; + str2[0] = 'a'; + printf("%s\n", str2); + + return 0; +} +``` + +试着思考:1-2.c 和 1-3.c 输出的结果一样吗? + + + +为什么 1-3.c 程序会直接崩溃呢? + +这是因为字符串字面量 "hello" 存储在 **常量区** ,该区域内的常量是**只读**的,不能被修改。 + + + +为了更加清楚的了解上面三个程序的原理,不妨看看下图: + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-56.png) + + + +### 2、指针数组 + +```c +int* arr1[10]; //整形指针的数组 +char *arr2[4]; //一级字符指针的数组 +char **arr3[5];//二级字符指针的数组 +``` + + + +### 3、数组指针 + +#### Ⅰ:定义 + +数组指针是**指针**。 + +```c +int *p1[10];//这是一个数组,里面放的都是 int型的指针 +int (*p2)[10];//这是一个指针,指向一个大小为 10个 int 的数组 +``` + +**`[]`的优先级高于 `*`,所以 `()`不能省略 ** + + + +#### Ⅱ:数组名 与 &数组名 + +**3-1.c** + +```c +#include + +int main(void){ + +int arr[10] = { 0 }; + printf("arr = %p\n", arr); + printf("&arr= %p\n", &arr); + + printf("arr+1 = %p\n", arr+1); + printf("&arr+1= %p\n", &arr+1); + + return 0; +} +``` + +输出: + +```c +arr = 012FFE48 +&arr= 012FFE48 +arr+1 = 012FFE4C +&arr+1= 012FFE70 +``` + + + +实际上: **&arr 表示的是数组的地址**,而不是数组首元素的地址。 +数组的地址+1,跳过整个数组的大小,所以 &arr+1 相对于 &arr 的差值是40. + + + +#### Ⅲ:数组指针的使用 + +**3-2.c** + +```c +#include + +void printArr1(int arr[][4], int row, int col) { + + int i, j; + printf("\nint arr[][4]\n"); + for (i = 0; i < row; i++) { + for (j = 0; j < col; j++) + printf("%d ", arr[i][j]); + printf("\n"); + } + +} + +void printArr2(int (*arr)[4], int row, int col) { + + int i, j; + printf("\n int (*arr)[]\n"); + for (i = 0; i < row; i++) { + for (j = 0; j < col; j++) + printf("%d ", arr[i][j]); + printf("\n"); + } + +} + +int main(void) { + + int arr[3][4] = { 0 }; + + printArr1(arr, 3, 4); + printArr2(arr, 3, 4); + + return 0; +} +``` + +输出: + +```c +int arr[][4] +0 0 0 0 +0 0 0 0 +0 0 0 0 + + int (*arr)[] +0 0 0 0 +0 0 0 0 +0 0 0 0 +``` + + + +### 4、数组参数 & 指针参数 + +#### Ⅰ:一维数组传参 + +**4-1.c** + +我们先来看一下 main 函数 + +```c +#include + +int main(void) { + + int arr[10] = { 0 }; + int* arr2[20] = { 0 }; + + test1(arr); + test2(arr); + test3(arr); + + test4(arr2); + test5(arr2); + + return 0; +} +``` + +请判断以下五个函数的参数写法是否正确: + +```c +void test1(int arr[]) { + +} + +void test2(int arr[10]) { + +} + +void test3(int* arr) { + +} + +void test4(int* arr[20]) { + +} + +void test5(int** arr) { + +} +``` + +这五种写法都是可以的。 + + + +#### Ⅱ:二维数组传参 + +**4-2.c** + +```c +#include + +void test(int arr[3][5]) +{} +void test(int arr[][])// error +{} +void test(int arr[][5]) +{} +void test(int *arr) // error +{} +void test(int* arr[5]) +{} +void test(int (*arr)[5]) +{} +void test(int **arr) // error +{} +int main(void) +{ + int arr[3][5] = {0}; + test(arr) + + return 0; +} +``` + +**二维数组传参,只有第一个 [] 内的数字可以省略,其他的都不能省略** + + + +### 5、函数指针 + +#### Ⅰ:定义 + +**5-1.c** + +```c +#include + +int main(void) { + + printf("%p\n", main); + printf("%p\n", &main);//输出函数地址 用不用 & 都可以 + + return 0; +} +``` + +输出: + +```c +008A129E +008A129E +``` + +输出的两个地址是 main 函数的地址。 + + + +如何理解函数指针? + +> 当你写完并保存一个 .c 文件后,这个文件是存储在计算机硬盘中的。编译 c文件后生成的 .exe(可执行文件)也是在硬盘上。 +> +> 当你双击 .exe 文件时,操作系统就会把这个文件加载到**内存中**,并创建一个对应的 进程。 + +对于函数指针来说,最大的用处就是可以直接调用函数。 + + + +如何保存函数地址呢? +**5-2.c** + +```c +void test() +{ +printf("hehe\n"); +} + +void (*pfun1)(); + +``` + + + +#### Ⅱ:函数指针数组 + +我们要将函数的地址存放到一个数组中去,这个数组就叫 函数指针数组。 + +> 定义方法:`int (*parr[10])();` +> +> parr 先与 [] 结合,说明 parr 是数组,数组的内容是 int (*)() 类型的函数指针。 + + + +##### 应用:转移表 + +**5-3.c** 计算器 + +```c +#include + +int add(int x, int y) { + return (x + y); +} + +int sub(int x, int y) { + return (x - y); +} + +int mul(int x, int y) { + return (x * y); +} + +int div(int x, int y) { + return (x / y); +} + + + +int main(void) { + + int x, y; + int input = 1; + int (*p[5])(int, int) = { 0, add, sub, mul, div }; + + while (input) { + + printf("**********************\n"); + printf(" 1: ADD \n"); + printf(" 2: SUB \n"); + printf(" 3: MUL \n"); + printf(" 4: DIV \n"); + printf(" 0: EXIT \n"); + printf("**********************\n"); + + printf("Enter a choice: "); + scanf("%d", &input); + + if (input == 0) + break; + else if (input < 1 || input > 4) { + printf("wrong input!\n"); + } + else { + printf("Enter two numbers: "); + scanf("%d %d", &x, &y); + printf("result = %d\n", (*p[input])(x, y)); + } + + } + + return 0; +} +``` + +##### 应用:回调函数 + +帮助理解: + +```c +int add(int a, int b) +{ + return a + b; +} + +int main(void) +{ + // 定义一个函数指针 + int (*p)(int, int) = add; + + p(1, 2); + (*p)(1, 2); + + // 定义一个函数指针类型 + typedef int (*func)(int, int); + func p2 = add; + + // 直接定义一个函数指针数组 + int (*Array[3])(int, int); + + // 利用函数指针类型定义一个函数指针数组 + func Array2[3]; + + Array2[0] = add; + + return 0; +} +``` + + + +### 6、指针和数组笔试题 + +环境:**32 位机器** + +#### 第一组 + +```c +int a[] = {1,2,3,4}; +printf("%d\n",sizeof(a)); +printf("%d\n",sizeof(a+0)); +printf("%d\n",sizeof(*a)); +printf("%d\n",sizeof(a+1)); +printf("%d\n",sizeof(a[1])); +printf("%d\n",sizeof(&a)); +printf("%d\n",sizeof(*&a)); +printf("%d\n",sizeof(&a+1)); +printf("%d\n",sizeof(&a[0])); +printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1)); +``` + +答案: + +```c +printf("%d\n",sizeof(a));// 16 +printf("%d\n",sizeof(a+0));// 4 (a + 0 这个操作使得编译器将 a 看为指针) +printf("%d\n",sizeof(*a));// 4 +printf("%d\n",sizeof(a+1));// 4 +printf("%d\n",sizeof(a[1]));// 4 +printf("%d\n",sizeof(&a));// 4 +printf("%d\n",sizeof(*&a));// 16 (&a 是数组指针。再次用 * 解引用,是从这个地址开始取 int(*)[4] 类型对应的字节数) +printf("%d\n",sizeof(&a+1));// 4 (&a 得到的是 int(*)[4] 类型的指针,只要是指针大小就是 4) +printf("%d\n",sizeof(&a[0]));// 4 +printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));// 4 +``` + +#### 第二组 + +```c +char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'}; +printf("%d\n", sizeof(arr)); +printf("%d\n", sizeof(arr+0)); +printf("%d\n", sizeof(*arr)); +printf("%d\n", sizeof(arr[1])); +printf("%d\n", sizeof(&arr)); +printf("%d\n", sizeof(&arr+1)); +printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1)); + +printf("%d\n", strlen(arr)); +printf("%d\n", strlen(arr+0)); +printf("%d\n", strlen(*arr)); +printf("%d\n", strlen(arr[1])); +printf("%d\n", strlen(&arr)); +printf("%d\n", strlen(&arr+1)); +printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1)); +``` + +答案: + +```c +printf("%d\n", sizeof(arr));// 6 +printf("%d\n", sizeof(arr+0));// 4 +printf("%d\n", sizeof(*arr));// 1 +printf("%d\n", sizeof(arr[1]));// 1 +printf("%d\n", sizeof(&arr));// 4 (char (*)[6] 类型的指针) +printf("%d\n", sizeof(&arr+1));// 4 +printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//4 + +printf("%d\n", strlen(arr));// 未定义 (arr 字符数组没有 '\0',有可能会出现一个随机值,程序也有可能会崩溃。) +printf("%d\n", strlen(arr+0));// 未定义 +printf("%d\n", strlen(*arr)); // 错误的参数类型 (strlen 要的是 char* 类型,但是 *arr 是 char类型。*arr 是字符 a,也就是 97,编译器有可能将 97 当成一个 16 进制的地址。所以,这样的代码一定是不对的) +printf("%d\n", strlen(arr[1]));//同上 +printf("%d\n", strlen(&arr));// 未定义 +printf("%d\n", strlen(&arr+1)); // 未定义 +printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));// 未定义 +``` + +#### 第三组 + +```c +char arr[] = "abcdef"; +printf("%d\n", sizeof(arr)); +printf("%d\n", sizeof(arr+0)); +printf("%d\n", sizeof(*arr)); +printf("%d\n", sizeof(arr[1])); +printf("%d\n", sizeof(&arr)); +printf("%d\n", sizeof(&arr+1)); +printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1)); + +printf("%d\n", strlen(arr)); +printf("%d\n", strlen(arr+0)); +printf("%d\n", strlen(*arr)); +printf("%d\n", strlen(arr[1])); +printf("%d\n", strlen(&arr)); +printf("%d\n", strlen(&arr+1)); +printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1)); +``` + +答案: + +```c +char arr[] = "abcdef"; +printf("%d\n", sizeof(arr));//7 +printf("%d\n", sizeof(arr+0));//7 +printf("%d\n", sizeof(*arr));//1 +printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1 +printf("%d\n", sizeof(&arr));//4 (char (*)[7]) +printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//4 (char (*)[7]) +printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//4 (char*) + +printf("%d\n", strlen(arr));// 6 +printf("%d\n", strlen(arr+0));// 6 +printf("%d\n", strlen(*arr));// 错误的参数类型 +printf("%d\n", strlen(arr[1]));// 同上 +printf("%d\n", strlen(&arr));// 6 (&arr 的类型是 char (*)[7] 与 char* 类型不一致,但是 &arr 与 arr 是相同的,所以恰巧能得出正确结果,但是这是错误的写法。) +printf("%d\n", strlen(&arr+1)); // 未定义 (&arr + 1,跳过了整个数组,访问数组后面的空间,非法内存访问) +printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1)); // 5 (&arr[0] -> char* ,加以跳过一个数组元素) +``` + +#### 第四组 + +```c +char *p = "abcdef"; +printf("%d\n", sizeof(p)); +printf("%d\n", sizeof(p+1)); +printf("%d\n", sizeof(*p)); +printf("%d\n", sizeof(p[0])); +printf("%d\n", sizeof(&p)); +printf("%d\n", sizeof(&p+1)); +printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1)); + +printf("%d\n", strlen(p)); +printf("%d\n", strlen(p+1)); +printf("%d\n", strlen(*p)); +printf("%d\n", strlen(p[0])); +printf("%d\n", strlen(&p)); +printf("%d\n", strlen(&p+1)); +printf("%d\n", strlen(&p[0]+1)); +``` + +答案: + +```c +char *p = "abcdef"; +printf("%d\n", sizeof(p));// 4 +printf("%d\n", sizeof(p+1));// 4 +printf("%d\n", sizeof(*p));// 1 +printf("%d\n", sizeof(p[0]));// 1 +printf("%d\n", sizeof(&p));// 4 (char**) +printf("%d\n", sizeof(&p+1));// 4 (char**) +printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));// 4 + +printf("%d\n", strlen(p));// 6 +printf("%d\n", strlen(p+1));// 5 +printf("%d\n", strlen(*p));// 错误的参数类型 +printf("%d\n", strlen(p[0]));// 错误的参数类型 +printf("%d\n", strlen(&p));// 同上 (&p 的类型是 char**,将char** 强转成的 char* 并不是一个字符串) +printf("%d\n", strlen(&p+1));// 未定义 +printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));// 5 (对于 &p[0] 来说,p 先与 [] 结合) +``` + + + +> 指针为什么也可以用 `[]`运算符? +> +> 对于指针 int* p = "abc"; +> +> `p[1]` 等价于 `*(p + 1)` +> +> 这是因为数组很多时候可以隐式转换成指针。 + + + +重点注意:`printf("%d\n", strlen(&p));` + +`&p`的类型是 `char**`,但是C语言会将其隐式类型转换成 `char*`,但是 strlen 访问的是地址p的内存空间,那这其实是未定义行为。 + + + +#### 第五组 + +```c +int a[3][4] = {0}; +printf("%d\n",sizeof(a)); +printf("%d\n",sizeof(a[0][0])); +printf("%d\n",sizeof(a[0])); +printf("%d\n",sizeof(a[0]+1)); +printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1))); +printf("%d\n",sizeof(a+1)); +printf("%d\n",sizeof(*(a+1))); +printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1)); +printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1))); +printf("%d\n",sizeof(*a)); +printf("%d\n",sizeof(a[3])); +``` + +答案: + +```c +int a[3][4] = {0}; +//所谓二维数组本质是一维数组。里面的每个元素又是一个一维数组。 +//本例是一个长度为 3 的一维数组,每个元素又是长度为 4 的一维数组。(VS 中可以用调试来测试) +printf("%d\n",sizeof(a));// 48 +printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));// 4 +printf("%d\n",sizeof(a[0]));// 16 (a[0] 的类型是 int[4]) +printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));// 4 (a[0]->int[4]相当于一个一维数组,a[0] + 1 隐式转换为指针 int*) +printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));// 4 (a[0] + 1 -> a[0][1]) +printf("%d\n",sizeof(a+1));// 4 +printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));// 4 +printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));// 4 (a[0] -> int[4],&a[0] -> int (*)[4],再加1还是数组指针) +printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));// 16 (int (*)[4] 解引用变为 int[4]) +printf("%d\n",sizeof(*a));// 16 (*a -> *(a + 0) -> a[0]) +printf("%d\n",sizeof(a[3]));// 16 +``` + +重点注意: + +`printf("%d\n",sizeof(a[0]+1))` + +`printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1))` + +a[0] 与 &a[0] 的差异比较: + +```c + int a[3][4] = { + {1, 2, 3, 4}, + {5, 6, 7, 8}, + {5, 10, 11, 12}, + }; + + printf("%d\n", *(a[0] + 1));// 2 + printf("%d\n", **(&a[0] + 1));//5 +``` + + + +`printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));` + +我们来一步一步分析: + +a[0] -> int[4] ; &a[0] -> int (\*)[4] ; &a[0] + 1 -> int (\*)[4] ; *(&a[0] + 1) -> int[4] + + + +`printf("%d\n",sizeof(a[3]))` + +`sizeof`是一个运算符,并不是函数。它在预编译时期替换。而我们说的“数组下标访问越界”前提条件是 **内存**访问越界,这个时期是程序运行时。a[3] 就是 int[4] 类型,所以就是 16。哪怕你写 a[100]都可以。 + +`printf("%d\n", 16)`是程序运行时执行的语句。 + +#### 关于 const + +```c +int num; +const int* p = # +int const* p = #// 这样的写法不科学,int* 应该当成一个整体,不过它的含义与上面的相同。 +int* const p = # +``` + +对于第一种写法,*p 是不能改变的;对于第三种写法,地址 p 是不能被改变的。 + + + +### 7、指针笔试题 + +#### Ⅰ + +```c +int main(void) +{ +int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; +int *ptr = (int *)(&a + 1); +printf( "%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1)); +return 0; +} +``` + + + +`a + 1`:a 隐式转换成 指针,指向 首地址后移 4 个字节。(a 隐式转换后是 int* 类型,它指向的 int 大小是 4 个字节,所以后移 4 个字节) + +`&a` 的类型是 `int(*)[5]` ,所以 `&a + 1` 后移 int[5] 的长度 + + + +所以最后输出的是:2,5 + +#### Ⅱ + +```c +//由于还没学习结构体,这里告知结构体的大小是20个字节 +struct Test +{ +int Num; +char *pcName; +short sDate; +char cha[2]; +short sBa[4]; +}*p; +//假设p 的值为0x100000。 如下表表达式的值分别为多少? +int main(void) +{ + printf("%p\n", p + 0x1); + printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1); + printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1); + + return 0; +} +``` + + + +`p + 0x1` p 加十六进制的 1,p 所指向的结构体大小是 20,所以 p 会增加 20 。但是注意 `%p` 输出的是 16 进制的地址,所以输出的是 0x100014 + +`(unsigned long)p + 0x1` p 被强转成了一个数,所以输出的就是 0x100001 + +`(unsigned int*)p + 0x1` p 被强转成了一个 int* 类型的指针,所以输出的是 0x100004 + +#### Ⅲ + +```c +int main(void) +{ + int a[4] = { 1, 2, 3, 4 }; + int *ptr1 = (int *)(&a + 1); + int *ptr2 = (int *)((int)a + 1); + printf( "%x,%x", ptr1[-1], *ptr2); + + return 0; +} +``` + + + +`ptr1[-1]`: 前面我们说过,这个操作相当于 `*(ptr1 - 1)` + +`(int)a + 1` 是将 a 先强转为 int 然后再加 1,所以 a 仅仅增加了 1 个字节 + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-57.png) + +#### Ⅳ + +```c +#include +int main(void) +{ + int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) }; + int *p; + p = a[0]; + printf( "%d", p[0]); + + return 0; +} +``` + + + +p[0] -> a[0] [0] ,所以输出的是 0 吗? + +并不是,注意看 a[3] [2]大括号内的内容,里面是圆括号而不是大括号,这是**逗号表达式**。 + +所以,a[0] [0] == 1 + + + +#### Ⅴ + +```c +int main(void){ + int a[5][5]; + int(*p)[4]; + p = a; + printf( "%p,%d\n", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]); + + return 0; +} +``` + + + +指针(同类型)相减的意义是**两个指针之间间隔的元素个数** + +`&p[4][2]` -> 数组中的第 19 个元素(4 * 4 + 3) + +`&a[4][2]` -> 数组中的第 23 个元素 (4 * 5 + 3) + + + +答案:FFFFFFFC,-4 + + + +#### Ⅵ + +```c +int main(void) +{ + int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }; + int *ptr1 = (int *)(&aa + 1); + int *ptr2 = (int *)(*(aa + 1)); + printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1)); + + return 0; +} + +``` + +`&aa` 的类型是 `int(*)[2][5]`,所以 `&aa + 1` 指向的是整个数组后面的内存 。所以 `*(ptr1 - 1)` 的值是 10 + +`aa` aa + 1 让 aa 隐式转换为 `int(*)[5]` ,所以 `aa + 1` 指向的是元素 6 所在的地址。所以 `*(ptr2 - 1)` 的值是 5 + + + +#### Ⅶ + +```c +#include +int main(void) +{ + char *a[] = {"work","at","alibaba"}; + char**pa = a; + pa++; + printf("%s\n", *pa); + + return 0; +} +``` + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-58.png) + + + +#### Ⅷ + +```c +int main(void) +{ + char *c[] = {"ENTER","NEW","POINT","FIRST"}; + char** cp[] = {c+3,c+2,c+1,c}; + char***cpp = cp; + printf("%s\n", **++cpp);// ++cpp 会改变 cpp 的值 + printf("%s\n", *--*++cpp+3);// + printf("%s\n", *cpp[-2]+3);//-2 并没有改变 cpp + printf("%s\n", cpp[-1][-1]+1); + + return 0; +} +``` + + + +![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-59.png) + + + +单目运算符从右向左依次运算。 + +```c +char* p = "ENTER"; +printf("%s", p + 3);// 输出 ER,p + 3 增加 3 个字节,因为 p 指向的类型是 char 大小是 1 个字节。 +``` + + + +cpp[-1] [-1] 可以理解为:(cpp[-1])[-1],即:从左向右依次计算。 + + +