题记:前两天学Win32 API的时候接触到了句柄,当时就对这个句柄是什么比较好奇,但Windows内核的东西天知道呢,毕竟是C做出来的,再神秘也逃不了C的范畴,就如此文标题一样:与指针有关!这里就再复习下指针吧...
在C语言中几乎可以创建指向任何类型的指针,包括用户自定义的类型。创建结构体指针是极常见的。下面是一个例子:
1 typedef struct
2 {
3 char name[21];
4 char city[21];
5 char state[3];
6 } Rec;
7 typedef Rec *RecPointer;
8
9 RecPointer r;
10 r=(RecPointer)malloc(sizeof(Rec));
r是一个指向结构体的指针。请注意,因为r是一个指针,所以像其他指针一样占用4个字节的内存。而malloc语句会从堆上分配45字节的内存。*r是一个结构体,像任何其他Rec类型的结构体一样。下面的代码显示了这个指针变量的典型用法:
1 strcpy((*r).name, "Leigh");
2 strcpy((*r).city, "Raleigh");
3 strcpy((*r).state, "NC");
4 printf("%sn", (*r).city);
5 free(r);
您可以像对待一个普通结构体变量那样对待*r,但在遇到C的操作符优先级问题时要小心。如果去掉*r两边的括号则代码将无法编译,因为“.”操作符的优先级高于“*”操作符。使用结构体指针时不断地输入括号是令人厌烦的,为此C语言引入了一种简记法达到相同的目的:
strcpy(r->name, "Leigh");
r->这种写法和(*r).是完全等效的,但是省去了两个字符。
指向数组的指针
还可以创建指向数组的指针,如下所示:
2 int i;
3
4 p=(int *)malloc(sizeof(int[10]));
5 for (i=0; i<10; i++) p[i]=0;
6 free(p);
或:
1 int *p;
2 int i;
3
4 p=(int *)malloc(sizeof(int[10]));
5 for (i=0; i<10; i++) *(p+i)=0;
6 free(p);
可见要创建指向整数数组的指针,只需创建一个普通的整数指针即可。调用malloc分配合适的数组空间,然后将指针指向数组的第一个元素。访问数组元素既可以用普通的数组下标也可以用指针运算。C将两种方法视为是等效的。
指向数组的指针这一技巧尤其适用于字符串。您可以为某个特定大小的字符串分配刚好合适的内存。
指针数组
有时声明一 个指针数组可以节省大量内存,或者使得某些内存消耗较大的问题得以解决。下面例子中的代码,声明了一个由10个结构体指针组成的数组,而不是一个结构体数组。否则这个结构体数组将占用243 * 10=2,430字节的内存。使用指针数组可以最大限度减小内存消耗,直到用malloc语句为记录实际分配内存空间。作为此过程的演示,下面的代码只为一个记录分配空间,保存某个值后又将空间释放:
1 typedef struct
2 {
3 char s1[81];
4 char s2[81];
5 char s3[81];
6 } Rec;
7 Rec *a[10];
8
9 a[0]=(Rec *)malloc(sizeof(Rec));
10 strcpy(a[0]->s1, "hello");
11 free(a[0]);
包含指针的结构体
结构体可以包含指针,如下所示:
1 typedef struct
2 {
3 char name[21];
4 char city[21];
5 char phone[21];
6 char *comment;
7 } Addr;
8 Addr s;
9 char comm[100];
10
11 gets(s.name, 20);
12 gets(s.city, 20);
13 gets(s.phone, 20);
14 gets(comm, 100);
15 s.comment=(char *)malloc(sizeof(char[strlen(comm)+1]));
16 strcpy(s.comment, comm);
只有当评论框里包含有评论的记录时,这一技巧才是有用的。如果没有评论记录,评论框里只包含一个指针(4个字节)。包含评论的记录会分配恰到好处的空间,保存评论的的字符串,这取决于用户输入的字符串的长度。
指向指针的指针
创建一个指针,使它指向另一个指针,这是可能的,而且常常也是必要的。这一技术有时被称为句柄。在某些情况下,操作系统需要有自主移动堆上的内存块的能力,这时就要用到此技术。下面是一个指针的例子,它指向了另一个指针:
1 int **p;
2 int *q;
3
4 p = (int **)malloc(sizeof(int *));
5 *p = (int *)malloc(sizeof(int));
6 **p = 12;
7 q = *p;
8 printf("%dn", *q);
9 free(q);
10 free(p);
Windows和Mac OS使用这种结构支持堆上的内存压缩。应用程序使用指针p,而操作系统负责管理指针*p。因为控制了*p,所以操作系统可以移动*p指向的内存块(**p),并将*p指向新地址,而这一切不会影响使用p的应用程序。在C中,这种指向指针的指针,还常常用于处理函数的指针参数。
指向包含指针结构体的指针
创建一个指针,使它指向一个包含指针的结构体,这也是可能的。下例的代码使用了上一节的Addr记录类型:
1 typedef struct
2 {
3 char name[21];
4 char city[21];
5 char phone[21];
6 char *comment;
7 } Addr;
8 Addr *s;
9 char comm[100];
10
11 s=(Addr *)malloc(sizeof(Addr));
12 gets(s->name, 20);
13 gets(s->city, 20);
14 gets( s->phone, 20);
15 gets(comm, 100);
16 s->comment=(char *)malloc(sizeof(char[strlen(comm)+1]));
17 strcpy(s->comment, comm);
指针s指向一个结构体,此结构体又包含一个指向字符串的指针:
本例中,如果不小心很容易将内存块丢失。例如下面的代码:
1 s=(Addr *)malloc(sizeof(Addr));
2 gets(comm, 100);
3 s->comment=(char *)malloc(sizeof(char[strlen(comm)+1]));
4 strcpy(s->comment, comm);
5 free(s);
因为包含指向字符串指针的结构体先于字符串被释放,所以此程序产生了一个内存块泄漏,如下所示:
链接
最后,我们可以创建一种能够指向同类型结构体的结构体,这样就可以链接起一整串同类型的记录,构成一种称为链表的数据结构。
1 typedef struct
2 {
3 char name[21];
4 char city[21];
5 char state[21];
6 Addr *next;
7 } Addr;
8 Addr *first;
这是可以通过编译的。利用上面的代码,再加上一点编程经验,您就可以创建如下的数据结构:
例 : 输入若干字符串,统计其中"China"字符串出现的次数(使用指向指针的指针)。
程序可以使用malloc函数动态定义数组:首先动态定义指针数组,并让指向指针的指针pArray指向该数组。然后在循环过程动态定义字符数组,并将每个字符数组的指针保存在前面定义的指针数组中。
统计"China"字符串次数的方法很简单,只要利用循环,用strcmp比较并累加即可。
统计过程结束后,先释放每个字符数组,再释放指针数组。注意这个过程不能颠倒,否则会丢失字符数组指针的信息。
2 #include <string.h>
3
4 char **DefinePointerArray (int n);
5 char *DefineCharArray (int n);
6 void FreePointerArray (char **p);
7 void FreeCharArray (char *p);
8
9 int main()
10 {
11 char **pArray, t[100];
12 int i, nCount, nLen, nChinaCount=0;
13 /*输入字符串个数*/
14 printf("\nPlease input number of the strings: ");
15 scanf("%d",&nCount);
16 /*定义动态指针数组,返回数组的指针*/
17 pArray= DefinePointerArray (nCount);
18
19 /*输入多个字符串*/
20 printf("Please input strings: \n");
21 for(i=0;i<nCount;i++)
22 {
23 scanf("%s",t);
24 nLen=strlen(t);
25 /*定义长度为nLen+1的动态char型数组,
26 数组首地址存入指针数组pArray [i]。
27 nLen+1是因为包括了字符串结束符*/
28 pArray [i]=DefineCharArray (nLen+1); /*pArray [i]等价于*(pArray+i)*/
29 /*将临时字符数组t里的内容拷贝到pArray[i]对应的字符数组*/
30 strcpy(pArray [i],t);
31 }
32 /*统计"China"字符串的个数*/
33 for(i=0;i<nCount;i++)
34 {
35 if(strcmp("China", *(pArray+i))==0)
36 nChinaCount++;
37 }
38 printf("There are %d 'China'.", nChinaCount);
39
40 /*先释放指针数组pArray[i]对应的字符数组*/
41 for(i=0;i<nCount;i++)
42 FreeCharArray (pArray[i]);
43
44 /*释放指针数组pArray*/
45 FreePointerArray (pArray);
46 return 0;
47 }
48
49 /*定义动态的指针数组,返回指针数组的首地址*/
50 char **DefinePointerArray (int n)
51 {
52 return (char **) malloc(n*sizeof(char*));
53 }
54
55 /*定义动态的字符数组,返回字符数组的首地址*/
56 char *DefineCharArray (int n)
57 {
58 return (char *) malloc(n*sizeof(char));
59 }
60
61 /*释放动态指针数组*/
62 void FreePointerArray (char **p)
63 {
64 free((void*)p);
65 }
66 /*释放动态字符数组*/
67 void FreeCharArray (char *p)
68 {
69 free((void*)p);
70 }