APS105预习 - 03

前言

第三天啦，继续看指针。这一期内容有点多

Chapter 6 Pointers

指针一动心飞扬，调错地址泪两行。 – 无家可归的野指针

6.1-6.3 指针

为了解释指针的作用，swap函数会是一个生动形象的例子。在朴素的理解中，如果要交换两个变量的值，可以使用如下函数

#include <stdio.h>
void swap(int, int);
int main(void) {
  int a = 9, b = 13;
  printf("Before swapping\nValue of a: %d\nValue of b: %d\n", a, b);
  swap(a, b);
  printf("After swapping\nValue of a: %d\nValue of b: %d\n", a, b);
  return 0;
}
void swap(int x, int y) {
  int temp = x;
  x = y;
  y = temp;
}

但是！如果运行该段代码就会发现，该swap函数并不能交换a,b的值。那是因为函数的参数在C语言中遵循按值传递的规则，在函数运行时，会在主存中开辟一块新的内存存储函数中需要使用的所有变量

值得注意的是：此处所说的按值传递规则并不适用于数组，数组在传参的时候会自动退化为指针!

指针的基本用法

在C语言中可以使用以下语句初始化一个指针：

int *p; // initialize a pointer
p = &x; // assign the memory location of x to p

该段代码中

• *是解引用操作符， *p表示获取存储在p位置的数据
• &是引用操作符，&x表示获取x变量的内存地址

指针的格式说明符是%p

scanf("The value store at %p is %d", p, *p);

所以，上述swap()函数的正确写法是：

#include <stdio.h>
void swap(int*, int*);
int main(void) {
  int a = 9, b = 13;
  printf("Before swapping\nValue of a: %d\nValue of b: %d\n", a, b);
  swap(&a, &b);
  printf("After swapping\nValue of a: %d\nValue of b: %d\n", a, b);
  return 0;
}
void swap(int* x, int* y) {
  int temp = *x;
  *x = *y;
  *y = temp;
}

指针的大小

在现代计算机中，所有的指针使用64bit存储，也就是8个字节

套娃指针

指针可以存储另一个指针的地址，但是这时候指针的类型就变成了**[type]

备注

int *p;等价于int* p;

好习惯

在解引用指针之前，强烈建议先检查指针是否为空

#include <stdio.h>

int main() {
  int* p = NULL;

  if (p == NULL) {
    printf("Cannot dereference it!\n");
  } else {
    printf("The value at address p is %d.\n", *p);
  }

  return 0;
}

6.4 作用域

老生常谈啦，变量必须得定义后才能使用，且只能在定义的作用域中生效，使用。

全局变量需要在main函数之前定义

作用域重叠

#include <stdio.h>
int main(void) {
  int i = 1;
  printf("Outer i = %d.\n", i);
  {
    int i = 2;
    printf("Inner i = %d.\n", i);
  }
  printf("Outer i = %d.\n", i);
  return 0;
}

例如这段代码，内层的变量i会遮蔽掉外层的i

6.5 实战 - 哥德巴赫猜想

哥德巴赫猜想指出：

每个大于 0 的偶数都可以表示为两个素数之和。

#include <math.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>

bool isInputValid(int);
bool isPrime(int);
void nextPrime(int* px);
bool satisfyGoldBach(int);

int main(void) {
  int num;

  while (true) {
    printf("Please type in an even number that is greater than 2: ");
    scanf("%d", &num);
    if (isInputValid(num)) {
      break;
    } else {
      printf("Invalid value!\n");
    }
  }

  printf("The result is %d", satisfyGoldBach(num));
  return 0;
}

bool isInputValid(int num) { return (num > 2 && num % 2 == 0); }

bool isPrime(int x) {
  if (x <= 1) {
    return false;
  }

  for (int i = 2; i <= (int)sqrt(x); i++) {
    if (x % i == 0) {
      return false;
    }
  }
  return true;
}

bool satisfyGoldBach(int x) {
  for (int i = 2; i < x;) {
    if (isPrime(x - i) == true) {
      return true;
    } else {
      nextPrime(&i);
    }
  }
  return false;
}

void nextPrime(int* px) {
  do {
    (*px)++;
  } while (isPrime(*px) == false);
}

注意：在第55行，++运算符的优先级要高于*解引用运算符，所以要加括号

Chapter 7 Arrays

闲着没事干，再看一章吧。感觉自己还记得不少这章的内容，检验一下😄

7.1 数组基础

声明一个数组

int grades[3] = {100,100,100};

在声明时赋初始值的情况下，可以不写数组的长度，C编译器会自动推导

7.2 数组在计算机中的存储方式

在上面给出的grade数组中，grade作为array identifier同时也是一个指向数组第一个元素的指针

7.3 把数组传递给函数

给函数来点大家伙！

不同与数值类型的按值传递，数组在传递的时候，虽然标注的数据类型是int []，但是实际传入的是数组标识符

可是！

函数中的数组大小是未知的，如果我们需要遍历数组，就需要同时也讲数组的大小也传递进去！

使用指针语法

既然数组标识符也是指针，那么……嘿嘿

没错！也可以使用指针语法来索引数组中的元素，以下是样例代码：

#include <stdio.h>

int sumData(int*, int);

int main(void) {
  int x[3] = {1, 7, 3};
  int result = sumData(x, 3);
  printf("Sum of elements in the array: %d.\n", result);
  return 0;
}

int sumData(int* list, int size) {
  int sum = 0;
  for (int index = 0; index < size; index++) {
    sum = sum + *(list + index);
  }
  return sum;
}