提到指针,我们都知道指针是用来存储一个变量的地址。所以,当我们定义了一个指向指针的指针的时候(pointer to pointer),我们也称之为二级指针,那针对于这个二级指针来说,第一级指针存放的是指向的变量的地址,第二级指针存放的是第一级指针的地址。可以用下面这张图表示他们之间的关系。
二级指针关系图
上图所表达的意思也就是,一级指针变量 ptr1 存放的是 var 变量的地址,二级指针变量 ptr2 存放的是一级指针变量的地址。这也就是关于二级指针的相关概念。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int a = 10;
int *p = &a;
int **q = &p;
printf("a = %d\n",a);
printf("&a = %p\n",&a);
printf("p = %p\n",p);
printf("&p = %p\n",&p);
printf("*p = %d\n",*p);
printf("q = %p\n",q);
printf("&q = %p\n",&q);
printf("*q = %p\n",*q);
printf("**q = %d\n",**q);
}
下图是代码运行的结果:
代码运行结果截图
结果也很明显了,一级指针变量 p 存放的是变量 a 的地址,二级指针变量 q 存放的是一级指针变量 p 的地址,所以根据以上结果也能得出下面的等式:
q = &p;
*q = p = &a;
**q = *p = a;
在了解了上述一级指针和二级指针的一个关系之后,我们再来看另外一个例子: 现在有如下代码:
int main(void)
{
int **ipp;
int i = 5,j = 6,k = 7;
int *ip1 = &i,*ip2 = &j;
}
如果这个时候,我们加了这么一句代码:
ipp = &ip1;
那么上述所涉及到的数据之间的关系是这样的:
变量关系图
根据上面这个图我们也可以知道,对于 ipp 的两次解引用的结果是 i 的值,也就是说 **ipp = 5,我想对于这个的理解并不困难,如果我继续在这个基础上添加代码,注意,是在上条代码的基础上添加如下代码:
*ipp = ip2;
在这条代码的作用下,数据关系图就发生了改变,改变如下所示:
数据关系图
对于上述的变化来说,我们增加的代码改变的是 *ipp 的值,也就是说 ipp 的值是不会发生改变的,既然 ipp 的值不会发生改变,那么 ipp 指向 ip1 的关系不会发生改变,我们增加的代码改变了 *ipp 的值,那么也就是说改变了一级指针指向的值,而 ip2 是指向 j 的,所以也就有了上述的变化。 紧接着我们继续在第一条增加的代码的基础上重新增加一条代码,增加的代码如下:
*ipp = &k;
那么这个时候所对应的数据关系图如下图所示:
数据关系图
这个原理和刚才的一样,不在这里赘述了。
那再讲述了上述的基本概念之后,我们知道二级指针变量是用于存放一级指针变量的地址的,那么在具体的实际应用中,又在什么地方可以用到二级指针呢?下面来看一个 C 语言函数传址调用的例子。 我们在刚学习指针的时候,都会碰到如下这样一个例子:
void swap(int *a,int *b)
{
int temp;
temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
之所以在定义函数时,把函数的形参定义为指针,而非如下这样的形式:
void swap(int a,int b);
是因为C 语言在进行函数调用的时候,是将实参的值复制一份,并将其副本传递到函数调用里,如果形参定义的不是指针,那么在函数内部改变数值,不会对实参本来的值发生改变。而将形参定义成了指针的话,那么传到函数里面的值虽然是实参地址的一个副本,但是地址里存的值发生了改变,也就导致实参本来的值也发生了改变。 有了上述分析的基础上,我们知道,如果要在一个函数内改变一个数的值,那么就需要将形参定义为指针。同样的,如果我们要在一个函数内改变一个指针的值,我们就需要将形参定义了二级指针,下面来看这样一个例子:
#include <stdlib.h>
int allocstr(int len,char **retptr)
{
char *p = malloc(len + 1);/*加 1 是为了 '\0' */
if (p = NULL)
return 0;
*retptr = p;
return 1;
}
在调用的时候,是像下面这样子进行调用的:
char *string = "hello world!"
char *copystr;
if (allostr(strlen(string),©str))
strcpy(copystr,string);
else
printf("out of memory!\n");
上述这个例子就是涉及到字符串拷贝的一个实际的例子,因为我们要在 allostr
里改变指针变量 copystr 的值(要使用 malloc 分配内存),那么就需要把 copystr 的地址传到函数里,那么这个时候,所定义的函数形参也就需要是二级指针了。
首先,我们有这样一个单链表的数据结构:
typedef struct ListNode
{
int data;
struct ListNode *next;
}ListNode;
依据这样一个数据结构,假定我们创建了一个如下所示的一个单链表:
单链表
那么我们如果要删除链表中的一个结点的时候,第一时间采用的可能是如下所示的代码:
ListNode *find_and_delete(ListNode *head,int target)
{
ListNode *pre = NULL;
ListNode *entry;
for (entry = head; entry != NULL; entry = entry->next)
{
if (entry->data == target)
{
/* 判断删除的结点是否是第一个结点*/
if (entry == head)
head = entry->next;
else
pre->next = entry->next;
free(entry);
break;
}
pre = entry;
}
return head;
}
上述代码所述的删除结点的思路遵循如下图所示的原理,首先是关于当所要删除的结点是第一个结点的时候,删除结点示意图如下所示:
第一个结点删除原理
如果要删除的结点不是处在第一个结点的位置,那么删除结点的原理示意图如下图所示:
普通结点删除
上述就是一个使用一级指针操作链表的一个简单地例子,自己在理解这个例子的时候,也存在几个对我来说的难点,笔者写下来和大家分享一下,首先,
上面的例子中,在删除单链表的结点的时候,我们形参采用的是一级指针的方式,在这个过程中,还需要引入 pre 指针来解决这个问题,还有一种很巧妙的方法,利用了二级指针的特性解决了结点删除的问题,在这个过程中,运用二级指针,不需要进行删除第一个结点的判断。具体代码如下:
void find_and_delete2(ListNode **head,int target)
{
for (; *head != NULL; head = &(*head)->next)
{
if ((*head)->data == target)
{
(*head) = (*head)->next;
break;
}
}
}
上述的代码没有创建任何局部变量,直接利用 head 进行遍历链表,因为其是二级指针,这样子进行遍历在函数结束后不会改变其本身的链表结构。然后,在进行删除的时候,(*head) 在函数结束后是会保持其在函数内的变化值的,所以也就完成了结点的删除。
上述就是关于二级指针的相关内容,总体来说,二级指针也是指针,用指针的思想来处理这个问题就好,区别只是在于一级指针是由于存放普通变量的地址的,二级指针是用于存放指针变量的地址的。另外需要注意的就是 C 语言在进行函数调用时,实参的传递采用的是实参值的一份拷贝。如果要在函数内部改变变量的值,就要传入指针,如果要在函数内部改变指针的值,就需要传入二级指针。
Copyright© 2013-2020
All Rights Reserved 京ICP备2023019179号-8