C语言基础(1) - 指针与函数

1.指针

1.1* 运算符

字符*表示指针，通常跟在类型关键字的后面，表示指针指向的是什么类型的值。这个值代表一个内存地址，因此指针相当于指向某个内存地址的路标。

* 还可以作为运算符，用来取出指针变量所指向的内存地址里面的值。

一个指针指向的可能还是指针，这时就要用两个星号**表示，指针的指针的值就是某一个指针的地址。

1.2&运算符

&运算符用来取出一个变量所在的内存地址。

&运算符与*运算符互为逆运算，下面的表达式总是成立。

int i = 5;

// 先取变量i的内存地址，再取内存地址里的值，也就是i的值
if (i == *(&i))

结合这2个运算符举个例子。

int a = 12;
// 指针的初始化: 先指向一个分配好的地址，然后再进行读写。不能直接写*b = n;
int *b = &a;
int **c = &b;

// a的值
LOGD("a is :%d",a);

// a的地址
LOGD("&a is :%d",&a);

// 指针b指向的内存地址
LOGD("b is :%d",b);

// 取出指针b指向的内存地址里面的值
LOGD("*b is :%d",*b);

// 指针c的指针指向的内存地址  = 指针b的地址（不是指针指向的地址）
LOGD("c is :%d",c);

// 指针c的指针指向的内存地址里的值, *c = *(&b) = b, 也就是指针b指向的内存地址
LOGD("*c is :%d",*c);

// *c = b,那 **c = *b 
LOGD("**c is :%d",**c);

打印结果：

 D/@@: a is :12
 D/@@: &a is :1239724132
 D/@@: b is :1239724132
 D/@@: *b is :12
 D/@@: c is :1239724120
 D/@@: *c is :1239724132
 D/@@: **c is :12

2.函数

2.1参数的传值引用

如果函数的参数是一个变量，那么调用时，传入的是这个变量的值得拷贝，而不是变量本身。

void swap(int x, int y) {
  int temp;
  temp = x;
  x = y;
  y = temp;
}

int a = 1;
int b = 2;
swap(a, b); // 无效

如果要传入变量本身，请传入变量的地址。

void swap(int* x,int* y){
  int temp;
  temp = *x;
  *x = *y;
  *y = temp;
}

int a = 1;
int b = 2;
swap(&a, &b);

2.2函数指针

如果在程序中定义了一个函数，那么在编译时系统就会为这个函数代码分配一段存储空间，这段存储空间的首地址称为这个函数的地址。而且函数名表示的就是这个地址。既然是地址我们就可以定义一个指针变量来存放，这个指针变量就叫作函数指针变量，简称函数指针。

定义：方法的返回值（*方法的名称）（方法的参数）

void add(int a, int b) {
    LOGD("add:%d", (a + b));
}

void sub(int a, int b) {
    LOGD("sub:%d", (a - b));
}

void operate(void (* method)(int, int), int a, int b) {
    method(a, b);
}

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_dawn_ndksample_JniPractise_test(JNIEnv *env, jobject thiz) {
     // 将add函数的首地址赋给指针变量method
    operate(add, 1, 2);
    // 将sub函数的首地址赋给指针变量method
    operate(sub, 9, 1);
}

打印输出：

 D/@@: add:3
 D/@@: sub:8

2.3 函数原型

在C语言里，函数必须先声明后使用。由于程序总是先运行main()函数，导致其他函数都必须在main()函数之前声明, 否则编译会报错。

void add(){}

void sub(){}

int main(void) {
  add();
  sub();
  return 0;
}

但是，main()是整个程序的入口，也是主要逻辑，放在最前面比较好。另一方面，对于函数较多的程序，保证每个函数的顺序正确，会变得很麻烦。

C 语言提供的解决方法是，只要在程序开头处给出函数原型，函数就可以先使用、后声明。所谓函数原型，就是提前告诉编译器，每个函数的返回类型和参数类型。其他信息都不需要，也不用包括函数体，具体的函数实现可以后面再补上。

int sub(int);

int main(int num) {
  return sub(num);
}

int sub(int num) {
  return 2 * num;
}

函数原型包括参数名也可以，虽然这样对于编译器是多余的，但是阅读代码的时候，可能有助于理解函数的意图。

int sub(int);

// 等同于
int sub(int num);

2.4 函数说明符

extern说明符

对于多文件的项目，源码文件会用到其他文件声明的函数。这时，当前文件里面需要给出外部函数的原型，并用extern说明该函数的定义来自其他文件。

extern int foo(int arg1, char arg2);

int main(void) {
  int a = foo(2, 3);
  // ...
  return 0;
}

上面示例中，函数foo()定义在其他文件，extern告诉编译器当前文件不包含该函数的定义。

不过，由于函数原型默认就是extern，所以这里不加extern，效果是一样的。

static 说明符

默认情况下，每次调用函数时，函数的内部变量都会重新初始化，不会保留上一次运行的值。static说明符可以改变这种行为。

static用于函数内部声明变量时，表示该变量只需要初始化一次，不需要在每次调用时都进行初始化。也就是说，它的值在两次调用之间保持不变。

#include <stdio.h>

void counter(void) {
  static int count = 1;  // 只初始化一次
  printf("%d\n", count);
  count++;
}

int main(void) {
  counter();  // 1
  counter();  // 2
  counter();  // 3
  counter();  // 4
}

注意，static修饰的变量初始化时，只能赋值为常量，不能赋值为变量。

int i = 3;
static int j = i; // 错误

上面示例中，j属于静态变量，初始化时不能赋值为另一个变量i。

另外，在块作用域中，static声明的变量有默认值0。

static int foo;
// 等同于
static int foo = 0;

static可以用来修饰函数本身。

static int Twice(int num) {
  int result = num * 2;
  return(result);
}

上面示例中，static关键字表示该函数只能在当前文件里使用，如果没有这个关键字，其他文件也可以使用这个函数（通过声明函数原型）。

const说明符

函数参数里面的const说明符，表示函数内部不得修改该参数变量。

常量指针

void f(int* p) {
  // ...
}

上面示例中，函数f()的参数是一个指针p，函数内部可能会改掉它所指向的值*p，从而影响到函数外部。

为了避免这种情况，可以在声明函数时，在指针参数前面加上const说明符，告诉编译器，函数内部不能修改该参数所指向的值。

void f(const int* p) {
  *p = 0; // 该行报错
}

上面示例中，声明函数时，const指定不能修改指针p指向的值，所以*p = 0就会报错。

但是上面这种写法，只限制修改p所指向的值，而p本身的地址是可以修改的。

void f(const int* p) {
  int x = 13;
  p = &x; // 允许修改
}

指针常量

想限制修改p，可以把const放在p前面。

void f(int* const p) {
  int x = 13;
  p = &x; // 该行报错
}

如果想同时限制修改p和*p，需要使用两个const。

void f(const int* const p) {
  // ...
}