From 3f01034047268f3d3211d23615a11102519ed933 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Natsume1710 <162396185+Natsume1710@users.noreply.github.com> Date: Wed, 18 Jun 2025 20:02:05 +0800 Subject: [PATCH] Update Readme.md --- 01-C语言基础与进阶/Readme.md | 378 ++++++++++++++++++++++++++--------- 1 file changed, 284 insertions(+), 94 deletions(-) diff --git a/01-C语言基础与进阶/Readme.md b/01-C语言基础与进阶/Readme.md index 0d80972..6d84152 100644 --- a/01-C语言基础与进阶/Readme.md +++ b/01-C语言基础与进阶/Readme.md @@ -119,126 +119,316 @@ void createArray() { | 内存碎片 | 不存在（先进后出结构） | 可能产生（频繁分配和释放） | | 使用场景 | 局部变量、函数调用栈帧 | 动态数据结构、跨函数共享数据 | -### ✅ 指针 / 指针数组 / 二级指针 -#### 指针：保存变量的地址 -1. 核心概念 +### 指针 +#### 指针的基本概念 -- 指针是变量：存储的是内存地址，而非实际数据。 -- 类型关联：指针类型必须与所指向变量的类型匹配（如int*指向int）。 -- 间接访问：通过解引用操作符*访问或修改指向的内存。 -2. 声明与初始化 -```c -int num = 10; // 普通变量 -int* ptr = # // 指针ptr指向num的地址 +**指针的作用：** 可以通过指针间接访问内存 -// 等价于两步： -int* ptr; // 声明指针 -ptr = # // 初始化指针 -``` -3. 解引用操作 -```c -printf("%d", *ptr); // 输出：10（访问指针指向的值） -*ptr = 20; // 修改指针指向的内存，num变为20 -``` -4. 指针运算 -```c -int arr[3] = {1, 2, 3}; -int* p = arr; // p指向arr[0] -printf("%d", *p); // 输出：1 -p++; // 指针后移，指向arr[1] -printf("%d", *p); // 输出：2 +- 内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示 +- 可以利用指针变量保存地址 + + + +#### 指针变量的定义和使用 + +指针变量定义语法： `数据类型 * 变量名;` + +**示例：** + +```cpp +int main() { + + //1、指针的定义 + int a = 10; //定义整型变量a + + //指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ; + int * p; + + //指针变量赋值 + p = &a; //指针指向变量a的地址 + cout << &a << endl; //打印数据a的地址 + cout << p << endl; //打印指针变量p + + //2、指针的使用 + //通过*操作指针变量指向的内存 + cout << "*p = " << *p << endl; + + system("pause"); + + return 0; +} ``` -#### 指针数组：数组中每个元素是一个指针 -1. 核心概念 +指针变量和普通变量的区别 +- 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址 +- 指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用 + +总结1： 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址 + +总结2：利用指针可以记录地址 + +总结3：对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存 + + + +#### 指针所占内存空间 + +提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？ + +**示例：** + +```cpp +int main() { + + int a = 10; + + int * p; + p = &a; //指针指向数据a的地址 + + cout << *p << endl; //* 解引用 + cout << sizeof(p) << endl; + cout << sizeof(char *) << endl; + cout << sizeof(float *) << endl; + cout << sizeof(double *) << endl; + + system("pause"); + + return 0; +} +``` + +总结：所有指针类型在32位操作系统下是4个字节，64位操作系统为8个字节 + +#### 空指针和野指针 + +**空指针**：指针变量指向内存中编号为0的空间 + +**用途：** 初始化指针变量 + +**注意：** 空指针指向的内存是不可以访问的 + + +**示例1：空指针** + +```cpp +int main() { + + //指针变量p指向内存地址编号为0的空间 + int * p = NULL; + + //访问空指针报错 + //内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问 + cout << *p << endl; + + system("pause"); + + return 0; +} +``` + + + +**野指针**：指针变量指向非法的内存空间 + +**示例2：野指针** + +```cpp +int main() { + + //指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间 + int * p = (int *)0x1100; + + //访问野指针报错 + cout << *p << endl; + + system("pause"); + + return 0; +} +``` + +总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。 + + +#### const修饰指针 + + +const修饰指针有三种情况 + +1. const修饰指针 --- 常量指针 +2. const修饰常量 --- 指针常量 + +1. const既修饰指针，又修饰常量 + + +**示例：** + +```cpp +int main() { + + int a = 10; + int b = 10; + + //const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改 + const int * p1 = &a; + p1 = &b; //正确 + //*p1 = 100; 报错 + + + //const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改 + int * const p2 = &a; + //p2 = &b; //错误 + *p2 = 100; //正确 + + //const既修饰指针又修饰常量 + const int * const p3 = &a; + //p3 = &b; //错误 + //*p3 = 100; //错误 + + system("pause"); + + return 0; +} +``` + +技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量 + + + +#### 指针和数组 +核心概念 - 数组本质：连续存储多个指针变量。 - 用途：常用于处理多个字符串或动态分配的内存块。 -2. 声明与初始化 -```c -// 存储3个int指针的数组 -int a = 10, b = 20, c = 30; -int* ptrArray[3] = {&a, &b, &c}; -// 存储字符串常量的指针数组（每个元素是char*） -char* fruits[3] = { - "Apple", - "Banana", - "Cherry" -}; -``` -3. 访问与应用 -```c -// 访问指针数组中的值 -printf("%d", *ptrArray[0]); // 输出：10（a的值） +**作用：** 利用指针访问数组中元素 -// 遍历字符串数组 -for (int i = 0; i < 3; i++) { - printf("%s\n", fruits[i]); // 输出每个字符串 +**示例：** + +```cpp +int main() { + + int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; + + int * p = arr; //指向数组的指针 + + cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl; + cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl; + + for (int i = 0; i < 10; i++) + { + //利用指针遍历数组 + cout << *p << endl; + p++; + } + + system("pause"); + + return 0; } ``` -4. 典型场景 -- 字符串处理：避免字符串拷贝，直接操作地址。 -- 动态内存管理：存储多个动态分配的内存块（如malloc返回的指针）。 -#### 二级指针：指向指针的指针 -1. 核心概念 -- 双重间接性：二级指针存储的是一级指针的地址。 -- 用途：常用于函数参数传递指针的地址，以便修改原始指针。 -2. 声明与初始化 -```c -int num = 100; -int* ptr = # // 一级指针指向num -int** ptr2 = &ptr; // 二级指针指向ptr -// 等价于： -int** ptr2; -ptr2 = &ptr; -``` -3. 解引用操作 -```c -printf("%d", **ptr2); // 输出：100（两次解引用） -**ptr2 = 200; // 修改num的值为200 -``` -4. 典型应用场景 +#### 指针和函数 -（1）函数中修改指针 -```c -void allocateMemory(int** p) { - *p = (int*)malloc(sizeof(int)); // 修改传入的指针 - **p = 100; // 修改指针指向的值 +**作用：** 利用指针作函数参数，可以修改实参的值(和前边形参相反) + +**示例：** + +```cpp +//值传递 +void swap1(int a ,int b) +{ + int temp = a; + a = b; + b = temp; +} +//地址传递 +void swap2(int * p1, int *p2) +{ + int temp = *p1; + *p1 = *p2; + *p2 = temp; } -// 调用 -int* ptr = NULL; -allocateMemory(&ptr); // 传递指针的地址 -printf("%d", *ptr); // 输出：100 -``` +int main() { -（2）二维数组动态分配 -```c -// 创建3x3的二维数组 -int** matrix = (int**)malloc(3 * sizeof(int*)); -for (int i = 0; i < 3; i++) { - matrix[i] = (int*)malloc(3 * sizeof(int)); + int a = 10; + int b = 20; + swap1(a, b); // 值传递不会改变实参 + + swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参 + + cout << "a = " << a << endl; + + cout << "b = " << b << endl; + + system("pause"); + + return 0; } - -// 访问元素 -matrix[0][1] = 5; // 等价于*(*(matrix+0)+1) = 5 ``` -### ✅ 函数指针 / 函数指针数组 +总结：如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递 + + + +#### 指针、数组、函数 - **函数指针声明**：`int (*fp)(int)` 表示指向返回 `int` 的函数的指针 - **函数指针数组**：用于策略模式或注册多个处理函数 -```c -int add(int a, int b) { return a + b; } -int sub(int a, int b) { return a - b; } -int (*ops[2])(int, int) = { add, sub }; -printf("%d\n", ops[0](5, 3)); // 输出 8 +**案例描述：** 封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序 + +例如数组：int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 }; + + + +**示例：** + +```cpp +//冒泡排序函数 +void bubbleSort(int * arr, int len) //int * arr 也可以写为int arr[] +{ + for (int i = 0; i < len - 1; i++) + { + for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++) + { + if (arr[j] > arr[j + 1]) + { + int temp = arr[j]; + arr[j] = arr[j + 1]; + arr[j + 1] = temp; + } + } + } +} + +//打印数组函数 +void printArray(int arr[], int len) +{ + for (int i = 0; i < len; i++) + { + cout << arr[i] << endl; + } +} + +int main() { + + int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 }; + int len = sizeof(arr) / sizeof(int); + + bubbleSort(arr, len); + + printArray(arr, len); + + system("pause"); + + return 0; +} ``` + ### ✅ 表达式、语句、运算符 - 表达式：`a + b`, `x++`, `p[i]` - 运算符：`+`, `-`, `*`, `/`, `%`, `&&`, `||`, `!`, `==`, `!=`