对指针和双指针的特定用户案例的误解答案

【问题标题】：Misunderstanding in particular user case of pointers and double-pointers对指针和双指针的特定用户案例的误解
【发布时间】：2021-05-10 13:32:59
【问题描述】：

我正在处理指针、双指针和数组，我想我有点搞砸了。我一直在阅读它，但我的特定用户案例让我感到困惑，如果有人能澄清一下我的想法，我将不胜感激。这是我为表达我的误解而编写的一小段代码：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

void fnFindValue_vo(uint8_t *vF_pu8Msg, uint8_t vF_u8Length, uint8_t **vF_ppu8Match, uint8_t vF_u8Value)
{
    for(int i=0; i<vF_u8Length; i++)
    {
        if(vF_u8Value == vF_pu8Msg[i])
        {
            *vF_ppu8Match = &vF_pu8Msg[i];
            break;
        }
    }
}

int main()
{
    uint8_t u8Array[]={0,0,0,1,2,4,8,16,32,64};
    uint8_t *pu8Reference = &u8Array[3];
    
    /*
     * Purpose: Find the index of a value in u8Array from a reference
     * Reference: First non-zero value
     * Condition: using the function with those input arguments
     */

    // WAY 1
    uint8_t *pu8P2 = &u8Array[0];
    uint8_t **ppu8P2 = &pu8P2;
    fnFindValue_vo(u8Array,10,ppu8P2,16); // Should be diff=4
    uint8_t u8Diff1 = *ppu8P2 - pu8Reference;
    printf("Diff1: %u\n", u8Diff1);
    
    // WAY 2
    uint8_t* ppu8Pos; // Why this does not need to be initialized and ppu8P2 yes
    fnFindValue_vo(u8Array,10,&ppu8Pos,64); // Should be diff=6
    uint8_t u8Diff2 = ppu8Pos - pu8Reference;
    printf("Diff2: %u\n", u8Diff2);
}

假设函数fnFindValue_vo 和它的参数不能改变。所以我的目的是找到数组中一个值的相对索引，以第一个非零值作为参考（不需要找到它，可以硬编码）。

在第一种方式中，我是按照我的逻辑和对指针的理解来完成的。所以我有*pu8P2 包含u8Array 的第一个成员的地址，**ppu8P2 包含pu8P2 的地址。所以调用函数后，我只需要减去指向u8Array的指针即可得到相对索引。

无论如何，我尝试了另一种方法。我刚刚创建了一个指针，并将它的地址传递给函数，而不初始化指针。所以后来我只需要减去这两个指针，我也得到了相对索引。

我的困惑来自第二种方法。

为什么ppu8Pos不必初始化，ppu8P2是的？ IE。为什么我不能将其声明为uint8_t **ppu8P2;？（它给了我分段错误）。
这两种方法中哪一种更实用/更适合编码？
当函数的参数是双指针时，为什么可以将地址提供给指针？

【问题讨论】：

我建议您使用铅笔和纸绘制数组和指针。将数组绘制为一个长矩形，分成正方形（每个元素一个）。然后画一个正方形，例如puBP2 并从中画一个箭头指向“数组”中的元素 0。然后为ppuB2 绘制一个新正方形，并从它向puBP2 的正方形绘制一个箭头。对您可能拥有的所有其他指针执行相同操作。请记住，当您取消引用指针时（在其上使用一元 * 运算符），您将按照箭头指向它所指向的位置。
问题与指针指向的位置及其内容没有太大关系，而更多的是它们之间的差异，因为我在帖子末尾指出了3个误解。这两种情况我都画了，我知道它们都给出了正确的答案，但我仍然不能通过画图来回答最后 3 点。无论如何，谢谢你！

标签： arrays c pointers double-pointer

【解决方案1】：

老实说，并没有试图完全理解您的代码，但我的建议是不要过度复杂化。

我会从一个帮助我理清思路的事实开始：

如果你有int a[10];那么a是一个指针，其实 int x = a[2]和int x = *(a+2)一模一样——你可以试试。

让我们来吧

int a[10]; //this is an array 
//a is a pointer to the begging of the array
a[2] is an int type and it is the third value in that array stored at memory location a plus size of two ints;
&a[2] is a pointer to that third value

*(a) is the first value in the array a
*(a+1) is the same as a[1] and it is the second int value in array a

and finally
**a is the same as *(*a) which means: *a is take the first int value in the array a (the same as above) and the second asterisk means "and take that int and pretend it is a pointer and take the value from the that location" - which is most likely a garbage.

https://stackoverflow.com/questions/42118190/dereferencing-a-double-pointer

Only when you have a[5][5]; then a[0] would be still a pointer to the first row and a[1] would be a pointer to the second row and **(a) would then be the same as a[0][0]. 

https://beginnersbook.com/2014/01/2d-arrays-in-c-example/

按照 cmets 中的建议将其绘制在纸上会有所帮助，但对我帮助很大的是学习使用调试器和断点。在第一行下一个断点，然后一步一步地运行程序。在“手表”中放置所有变体，例如 pu8P2,&pu8P2,*pu8P2,**pu8P2 看看发生了什么。

【讨论】：

【解决方案2】：

指针的地址（例如&pu8P2）是一个指向指针的指针。

&pu8P2 的结果是指向变量pu8P2 的指针。

由于pu8P2 属于uint8_t * 类型，那么指向这种类型的指针必须是uint8_t **。

关于ppu8Pos，它不需要初始化，因为这发生在fnFindValue_vo函数中，赋值为*vF_ppu8Match = &vF_pu8Msg[i]。

但是这里有一个陷阱：如果条件 vF_u8Value == vF_pu8Msg[i] 永远不会为真，那么分配永远不会发生，ppu8Pos 将保持未初始化状态。所以ppu8Pos的初始化毕竟是真的需要。

每个解决方案的“实用性”更多是我认为的个人意见问题，所以我没有回答。

【讨论】：

【解决方案3】：

为什么ppu8Pos不必初始化，而ppu8P2是的

您没有立即使用ppu8Pos 的值。相反，您将其地址传递给另一个函数，在那里它通过引用分配。另一方面，ppu8P2是你传递给另一个函数的ppu8Pos的地址，在这个函数中使用了它的值，所以你需要初始化它。

这两种方法中哪一种更实用/更好的编码实践

它们在所有意图和目的上都是相同的，出于完全相同的原因，这两个片段是相同的：

// 1
double t = sin(x)/cos(x);

// 2
double s = sin(x), c = cos(x);
double t = s/c;

在一种情况下，您使用初始化为值的变量。在另一种情况下，您直接使用一个值。值的类型并不重要。它可以是双精度数，也可以是指针，也可以是指向指针的指针。

当函数的参数是双指针时，为什么可以给指针地址？

你提到的这两件事，一个指针的地址和一个双指针，是一回事。它们不是两个非常相似的东西，或者几乎无法区分，或者任何类似的弱表述。不，这两个措辞的意思完全一样，小数点后的所有数字。

【讨论】：

【解决方案4】：

对于初学者来说，函数fnFindValue_vo 可能是未定义行为的原因，因为它不会设置指针*vF_ppu8Match，以防在数组中找不到目标值。

另外很奇怪，数组的大小是由uint8_t 类型的对象指定的。这没有意义。

函数至少应该以如下方式声明

void fnFindValue_vo( const uint8_t *vF_pu8Msg, size_t vF_u8Length, uint8_t **vF_ppu8Match, uint8_t vF_u8Value )
{
    const uint8_t *p = vF_pu8Msg;

    while ( p != vF_pu8Msg + vF_u8Length && *p != vF_u8Value ) ++p;

    *vF_ppu8Match = ( uint8_t * )p;
}

您的问题中使用的两种方法之间的区别在于，在第一个代码 sn-p 中，如果找不到目标元素，则指针仍将指向数组的第一个元素

uint8_t *pu8P2 = &u8Array[0];

还有这个表达

 uint8_t u8Diff1 = *ppu8P2 - pu8Reference;

会产生一些令人困惑的正值（由于 uint8_t 类型），因为差异 *ppu8P2 - pu8Reference 是负数。

在这种情况下，在第二个代码 sn-p 中，由于此语句，您将获得未定义的行为

uint8_t u8Diff2 = ppu8Pos - pu8Reference;

因为指针 ppu8Pos 没有被初始化。

【讨论】：