C语言学习(三) 指针和利用指针实现string.h库中的一些函数

1. 一级指针

1.1 int * s[] 和 int (*s)[]

• int * s[]表示一个数组，数组里的元素都是指针变量，这些指针是整型指针（指向整型）；

• 而int (*s)[]表示一个指针，该指针指向一个数组，这个数组里存放的是整型元素。

1.2 void类型指针

• void不能定义变量，但是可以定义指针变量，void指针可以存放任意变量地址

• 如下面这段代码中p可以指向a、ft、dx的地址

int a = 10;
float ft = 12.33f;
double dx = 12.23;
void* p = nullptr;



p = &a;
p = &ft;
p = &dx;

//这里面的p称作泛型指针

但是泛型指针无法解析如下面代码所示

sizeof(p); //对
sizeof(*p); //不对

但是接着上面的代码，下面这样写就是错误的

int* ip = p;

这里面定义了ip整型指针，这个时候如果将p指针赋值给ip，那么需要对其强转，即将其强转为int *类型的整型指针

int *ip = (int *)p;

自己给自己赋值也可以，比如说将自己的地址赋值过来，所以void指针无二级指针等说法

p = &p;

在标准ANSI C中，void将指针+1的能力和指针解析的能力关闭了，但是打开了可以将任意类型指针赋值给void指针的大门

在GNU标准中则允许，因为在默认情况下，GNU认为void*和 char*一样，在这里sizeof(*p) ==sizeof(char)

1.3 泛型指针的应用举例

有三种类型的数组，现在要实现一个函数，使得三个数组初始化都适用，采用泛型指针概念实现

#include<stdio.h>
//size代表字节的个数
void my_setzero(void* ar,int size) {
	char* cp = (char*)ar;
	for (int i = 0; i < size; ++i) {
		cp[i] = 0;
	}
}

int main() {
	int ar[10];
	char cr[10];
	double dr[10];
	my_setzero(ar, sizeof(ar));
	my_setzero(cr, sizeof(cr));
	my_setzero(dr, sizeof(dr));
	return 0;

}

其原理是一个字节一个字节初始化数组，这样最后都会初始化为0

2. 二级指针

二级指针其所占大小还是四个字节。

2.1 对于二级指针的理解

对于下面这个程序段

int a =10,b = 20;
int *ap = NULL;
int **s = NULL;
s = ≈
*s = &a;
**s = 100;
*s &b;
**s = 200;

首先定义了一个一级指针ap，然后定义了一个二级指针s，然后将ap地址给s，那么此时*s里面存放的就是ap这个指针，**s指的是*ap，下面一段程序同理。

s代表p0地址

*s代表a0地址

**s表示a0

s+1表示挪到p1位置

上图说明了数组名和数组名取址二者区别在哪里，由监视来看，对于ar0和&ar0来说，其地址都是一样的，但是二者含义不一样，对于ar0来说，其代表的是数组首元素的地址，而对于&ar0代表整个数组，从二者加1之后的地址变化可以看出，对于ar0+1后，其移动了4个字节，表示只移动了一个整型元素所占的空间大小，对于&ar0+1，移动了整个数组4*4的字节数，注意这里面0x代表16进制，所以这里面从7变成了8

上图右侧是一个二维数组，在内存中的部分地址空间，这个时候如果想要用指针来实现，每次移动到二维数组的下一个一维数组的元素，那么用下面这段代码中 p指针 是不行的，但是采用下面的 s指针 却是可以的

int* p = ar;
//由于ar里面也是int类型的元素
//如果执行p++只会移动到ar[0][1]，不会移动到ar[1][0]
//如果想要实现这一功能，需要采用一个指向ar0中一维数组元素的指针
//由于这里面的ar[3][4]
//所以需要定义一个指向一维整型数组，且元素个数为4的指针
int(*s)[4];
s++;
//会移动到ar[1][0

s+1指的是移动到了p1，其移动了四个字节的空间（这里面指的是移动了一个指针的空间）
*s+1指的是移动到了a1，其移动了四个字节的空间（这里面指的是移动了一个整形的大小空间）
**s+1指的是a0+1
如果将这里面的整型变成char类型，那么每次移动的空间会不一样

s+1指的是移动到了p1，其移动了四个字节的空间（这里面指的是移动了一个指针的空间）
*s+1指的是移动到了a1，其移动了一个字节的空间（这里面指的是移动了一个char类型的大小空间）
**s+1指的是a0+1

3. 函数库函数实现

3.1 字符串函数实现

3.1.1 计算字符串长度

两种方法实现这个函数

第一种方法 ：用计数器来实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* str) {
	if (str == nullptr)return -1;
	int index = 0;
	while (str[index] != '\0') {
		index++;
	}
	return index;
}

第二种方法：用指针相减来实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen_1(const char* str) {
	assert(str);
	const char* cp = str;
	//若char* start = str;
	//会报错，这里面是不能兼容问题，需要加一个const关键字
	//否则就会出现能力被扩展功能
	while (*cp != '\0') {
		cp++;
	}
	return cp - str;
}

3.1.2 拷贝函数

用两种方法实现拷贝函数

第一种方法：

void my_strcpy(char* dist, const char* src) {
	if (dist == nullptr || src == nullptr)return;
	int i = 0;
	while (src[i] != '\0') {
		dist[i] = src[i];
		i++;
	}
	dist[i] = '\0';
}

第二种方法：

//不用下标，用指针实现字符串拷贝
void my_strcpy_1(char* dist, const char* src) {
	/*
		while ((*dist = *src) != '\0') {
			dist++;
			src++;
		}
	*/
	while ((*dist++ = *src++) != '\0');
}

3.1.3 链接函数

char* my_strcat(char* dist, char const* src)
{
	
	char* p = dist;
	while (*dist) {
		dist++;
	}
	while (*dist++ = *src++);
	*dist = '\0';
	return p;
}

3.1.4 字符串比较函数

int my_strcmp(const char* first, const char* second)
{
	assert(first && second);
	while (*first == *second)
	{
		if (*first == '\0')
		{
			return 0;
		}
		first++;
		second++;
	}
	return (*first - *second);
}