指標篇 心得

例子：

void **(*d) (int &, char **(*)(char *, char **));

• d 是 pointer to a function 並且回傳 pointer to pointer to void
• 參數一： reference to int
• 參數二： pointer to function 並且回傳 pointer to pointer to char
  • 參數一： pointer to char
  • 參數二： pointer to pointer to char

C 語言只有 call-by-value

• ptr 是個 pointer type，對 ptr++ 來說，並不是單純 ptr = ptr + 1，而是遞增或遞移 1 個「單位」
• ex: int* ptr -> ptr++ 的單位就是 4 byte

int main(void)
{
    int a[2] = {1, 2};
    int* p = a;
    printf("%p\n", p);
    printf("%p -> %p\n", p, p++);
}

輸出:

0x7fffc405fd40
0x7fffc405fd44 -> 0x7fffc405fd40

觀察 printf 和 i++ 、 ++i
printf 是由右往左開始執行的
++i 會先將 i 加一後回傳變數 i
i++ 則是會先回傳 i 這個變數的值

#include <stdio.h>

int main(){
  int i=1;
  printf("%d %d %d %d", i++, i, ++i, i);
  return 0;
}

輸出:

2 3 3 3

(練習題) 設定絕對地址為 0x67a9 的 32-bit 整數變數的值為 0xaa6，該如何寫？

• 絕對位址 –> (int* const) (0x67a9)
• assign 值進去： * (int* const) (0x67a9) = 0xaa6

void * 和 char * 彼此可互換的表示法

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

函式呼叫只有 call-by-value & 指標的指標

int B = 2;
void func(int *p) { p = &B; }
int main() {
    int A = 1, C = 3;
    int *ptrA = &A;
    func(ptrA);
    printf("%d\n", *ptrA);
    return 0;
}

以上程式碼無法成功改到 *ptr 的值，因為函式是 call-by-value
所以運用 指標的指標 改成

int B = 2;
void func(int **p) { *p = &B; }
int main() {
    int A = 1, C = 3;
    int *ptrA = &A;
    func(&ptrA);
    printf("%d\n", *ptrA);
    return 0;
}

Pointers vs. Arrays

• array 與 pointer 可互換
  • x[i] 總是被編譯器改寫為 *(x + i) ← in expression
  • 所以 x[4] *(x + 4), *(4 + x), 4[x] 可以達到相同的效果
  • &b+1 -> 位移一個siezof(b)
  • &b[0]+1 -> 位移一個sizeof(b[0])
• concatenate string s and string t
  • 需要配置足夠的記憶體
  • 記得釋放
  • malloc可能執行錯誤
  ​​​​char *r = malloc(strlen(s) + strlen(t) + 1);
  ​​​​if (!r) exit(1); /* print some error and exit */
  ​​​​strcpy(r, s); 
  ​​​​strcat(r, t);
  ​​​​free(r);
  ​​​​r = NULL; /* Try to reset free’d pointers to NULL */
  

• array 會是用兩步取值，而 pointer 是三步。（array 的位址本身加上 offset，共兩步，而使用 pointer時，cpu 需先載入 pointer 位址，再用 pointer 的值當作位址並加上 offset 取值）

Function Pointer

• 函式只有再搭配 &, sizeof 時才不會被轉成 pointer to function
• 例子

int main() { return (********puts)("Hello"); }

• puts -> function designator
• *puts 的 puts 會被轉成 &puts (pointer to function returning type)
• 最後變成 *(&puts) ， 最後結果等同於 function designator (puts)
• 所以上述例子等同

int main() { return (puts)("Hello"); }

Address and indirection operators

• &(a[5]) 等同於 a + 5
• char str[123]
  • str 等同於 &str
  • str 因為不是遇到 sizeof 或 &，所以會被解讀成 pointer of type(這邊是 char)
  • &str 就是 pointer to an array，剛好就是指向 str 的起始位址

指標的修飾 (qualifier)

• 指標本身不可變更: const 在 * 之後

char * const p;

• 指標所指向的內容不可變更 (Pointer to constant): const 在*之前

const char * p;
char const * p;

• 兩者都不可變更:

const char * const p;

• const int*ptr1
  
• int* const ptr2
  

Lvalue & Rvalue

• lvalue是程式運行時可以通過地址（address）存取的值（比如通過 & 來取得）(或者說占用某記憶體空間)，意味著他們是變數或者可以被 dereferenced (通常用 *）的某一塊特定記憶體位置
• rvalue是暫時的結果，沒有實際佔記憶體空間
• ++ x 是左值，x ++ 是右值
  • 所以 ++ (a ++) 會出錯
  • 因為 a ++ 會回傳一個 rvalue(暫存值)
  • 又 ++ x 的 x 必須是個 lvalue，因為 ++ x 需要先寫回data， 需要有個位址(adderss)可寫入
• 可以把 lvalue 當作 rvalue 使用，反之則不行

int a = 1;     /* a 是 lvalue */
int b = 2;     /* b 是 lvalue */
int c = a + b; /* a+b 為 rvalue */

typedef

參考 c 語言 typedef 用法

// 原始寫法:
int *(*a[5])(int, char*);
// 轉換1:
typedef int *(*pFun)(int, char*);
pFun a[5];
// 轉換2:
typedef int *Func(int, char*);
Func *a[5];

// 原始寫法:
void (*b[10])(void (*)());
// 轉換為:
typedef void (*pFunParam)();       // 右半部, 函數的參數
typedef void (*pFunx)(pFunParam);  // 左半部的函數
pFunx b[10];