为什么要有二级指针

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文章目录

• 前言
• 一、背景
• 二、
  • 2.1
  • 2.2
• 总结

前言

前期疑问：
本文目标：

一、背景

之前一直疑问为什么要有二级指针，一直没有写这个帖子，今天整理了一下，收获颇丰

二、

2.1

// 增加对二级指针的使用

/*
 * 这两天突然想到为什么要有二级指针，二级指针的作用是什么
 * 我自己能想到的原因是因为指针指向内存可以访问内存。但是指针想改变内存中数据，就需要使用二级指针。
 * 然后基于上述的想法，我就写了下面的demo，但是实际情况和我想的不一样。
 * 我就想起来之前牛客题目涉及到的一个二级指针的题目，即没有使用二级指针的时候，没办法访问到指向的数据
 * 2024年8月16日14:28:31今天把牛客题目找了出来，看了下才恍然大悟
 * 今天这边两三天断断续续的内容整理起来
 */

//下面是验证一级指针指向内存中数据，能访问但是不能改变数据的情况。
//

#include <cstdio>
using namespace std;

void testDiliverPointer(int *array)
{
    printf("array:%p\n", array);
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        printf("diliverPointer: %d ", array[i]);
    }
    printf("\n");
    array[0] = 3;
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        printf("change: %d ", array[i]);
    }
    printf("\n");
}

void testPoint()
{
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");
    int* p = array;
    *p = 2;
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");
    printf("array:%p\n", array);
    testDiliverPointer(array);
}

void testCharDiliverPointer(char* array)
{
    printf("%s\n", array);
    array[1] = 'a';
}

void testCharPointer()
{
    char array[] = "hello";
    char array2[] = "world";
    testCharDiliverPointer(array);
    printf("%s\n", array);
}

void swap_int(int a , int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void swap_str(char*a , char*b)
{
    char*temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int DiliverSecondaryPointer(void)
{
    int a = 10;
    int b = 5;
    char*str_a = "hello world";
    char*str_b = "world hello";
    swap_int(a , b);
    swap_str(str_a , str_b);
    printf("%d %d %s %s\n",a,b,str_a,str_b);

    return 0;
}

void DiliverParam(int param)
{
    printf("diliverParam addr:%p\n", &param);
}

void DiliverParamPointer(int* paramPointer)
{
    printf("diliverParam pointer addr:%p\n", paramPointer);
}

void Paramtest()
{
    int param = 0;
    printf("addr:%p\n", &param);
    DiliverParam(param);
    DiliverParamPointer(&param);
}

int main()
{
    testPoint();
    //打印信息
    /*
     * 1 2 3 4 5 6
     * 2 2 3 4 5 6
     * array:000000ca8cfffb90
     * array:000000ca8cfffb90
     * diliverPointer: 2 diliverPointer: 2 diliverPointer: 3 diliverPointer: 4 diliverPointer: 5 diliverPointer: 6
     * change: 3 change: 2 change: 3 change: 4 change: 5 change: 6
     */
     // 从上述打印信息来看，
     // 第一次使用指针指向数组，再对数组成员指针解引用赋值，改变数组的值，可以通过指针更改变量的值
     // 第二次将数组指针传参，数组名弱化为指针。对指针解引用，更改指向的内存数据，可以实现。指针作为参数时，是进行拷贝的。但是因为指针是地址常量。拷贝后还是这个值。依然可以指向指向的内存
     // (这里我突然想到，参数为array，那这个array是个拷贝了实参数组地址的副本。这边的形参array的值改变了。但是拷贝的值是一样的。依然可以指向对应的内存)
     // (但是我打印的实参和形参的地址值是一样的啊，奇怪了)，下面要验证一下这个形参地址和实参 地址一不一样？

     // 没有看到预期的结果。即没有传二级指针指针就不能更改参数的值。甚至我怀疑是不是只有在字符串中才存在这种情况？我又写了字符串来验证。
    testCharPointer();
    // 打印结果如下
    /*
     * hello
     * hallo
     */
    // 根据打印结果，字符串传参一级指针也可以更改字符串数据。我没有重现之前题目。就去找了题目。看了题目恍然大悟，知道之前的题目是怎么样的。下面是之前的题目

    DiliverSecondaryPointer();
    // 打印结果 10 5 hello world world hello
    // 然后我又仔细看了swap_str函数做的事情。又联想到之前问小鲁班为什么要有二级指针，回答是“当我们需要在函数中修改指针指向的内存地址时，我们需要传递指向指针的指针，即二级指针”
    // 上述的函数就是更改指针指向的地址
    // 所以应该就是这样，使用一级指针可以访问指针指向的内存。二级指针才能更改指针指向的内存。有点通透了啊

    //题外话，形参实参地址是否变化
    Paramtest();
    // 打印信息
    /*
     * addr:0000009e581ffafc
     * diliverParam addr:0000009e581ffad0
     * diliverParam pointer addr:0000009e581ffafc
     */
    // 根据打印信息，函数DiliverParam形参和实参的地址不一样。
    // DiliverParamPointer形参和实参的地址一样。这边我就懵逼了
    // 查了资料看到了一个很熟悉的名词，传参和传地址。又恍然大悟。

    // 事情还没完。当我在看传地址和‌传值的区别时在想。传地址是怎么实现只传了实参的地址。而没有进行形参对实参的地址值得拷贝。
    // 然后我又看了下代码。为什么Paramtest前后地址值是一样的。我发现了问题。就是我在Paramtest函数中，打印的是param的值。其实应该打印&param的地址。
    // 做完上面的判断我发现我的理解还是出了问题。那就是其实不是打印&param的值。实际情况是这样
    /*
     * int *paramPointer = &param。即定义一个参数变量p指向变量param。所以打印p的值就是param的地址。但是实际上我使用的不是%p吗。
     * 想到这边我尝试写这样的代码printf("diliverParam pointer addr:%p\n", *paramPointer);这样也不对了，因为我不能打印变量的地址，要写成printf("diliverParam pointer addr:%p\n", &(*paramPointer));
     * 这不就是printf("diliverParam pointer addr:%p\n", paramPointer);吗，所以还是对的。所以原因是这样的。printf("diliverParam pointer addr:%p\n", paramPointer);打印就是实参param的地址。
     * 回到最初的问题，传地址是怎么实现值传递了实参的地址？是因为使用了一个指针指向实参的内存。然后使用这个指针形参可以访问内存。避免了拷贝。实际上当数据量比较大时，才有必要使用指针。
     * 所以在C语言中要避免大量拷贝数据，就要使用指针。当然在C++中有了更好的选择，即引用。引用可以避免空指针的情况出现。
     */

    return 0;
}


//‌传地址和‌传值的区别主要体现在以下几个方面：
//
//定义：
//传值：将函数调用中‌实参的值复制一份给形参，形参和实参互不影响。在函数中修改形参的值不会影响实参的值。‌12
//传址：将函数调用中实参的地址（指针）作为形参传递给函数，函数中修改形参的值会直接影响到实参的值。
//内存使用：
//传值：传递参数时会复制一份实参的值，形参会在函数内部重新分配内存空间，修改形参的值不会影响到实参的值，也不会影响到其他变量的值。‌2
//传址：传递参数时只传递了实参的地址，形参并不会重新分配内存空间，修改形参的值会直接影响到实参的值，也会影响到实参指向的其他变量的值。
//效率：
//传值：传递参数时需要复制一份实参的值，如果实参的值较大，会造成比较大的开销，对于一些复杂的数据结构，如数组、结构体等，可能会导致程序运行效率较低。
//传址：传递参数时只需要传递地址，对于较大的数据结构，可以避免复制大量的数据，从而提高程序运行效率。
//通过例子进一步说明：
//
//传值：就相当于克隆了一个同样的变量，操作的是克隆出来的那个，原来的变量没有变化。‌34
//传址：直接对原来的变量进行操作，没有克隆新的变量


//上述的整理还是很通透的。

2.2

三、

3.1

总结

未完待续