C语言中的多级指针

前言

C语言中指针，可以算是最灵活，最强大的地方，同时也是最艰深的地方。用不好的话，什么段错误，内存违例等以前没见过的东西都会跳出来。最近看《UNIX系统编程》,感觉能把C语言用到这个水平，才能算是登堂入室。

一般来说，我们会把指针跟数组联系起来理解，比如*p就是一个一维数组，**p是两维数组等，而一般而言，见到两维的指针也算是难得了，更高维的只怕看一会就会晕掉。《UNIX系统编程》中有个关于参数列表的例子，感觉对指针运用的已经到出神入化的境地，所以贴出来大家参考一下。

 

指向指针的指针

在C语言的入口main函数中，有一个**argv参数，指明命令行参数，一般写法是这样：

int main(int argc, char **argv){
    /*
     * code here.
     */
}

 

这个**argv,是一个指向指针的指针，用来将命令行参数保存下来，比如，输入一条命令：

prog -c -v 200

 **argv中的内容即为 prog, -c, -v, 200. 因为prog, -c等的长度不等，就需要一个指针来引用他们，而prog后边接几个参数也是不定的，所以有需要有一个指针来引用，所以就是这里的二维指针了。画一个table可能看起来比较清晰一些：

 

 

prog

-c

-v

200

 

再考虑这样一种情况，shell程序，对于你会输多少行命令也是不知道的，那它就需要再多一个指针来引用你会有多少个命令输入。这就是我们今天要看的(***ptr)了。

 

指向"指针的指针"的指针

书中的例子是这样，先看下函数的原型： 

int makeargv(const char *s, const char *delimiters, char ***argvp);

 

函数接受三个参数，第一个是要分析的串，第二个是界定符序列，第三个是生成的"指针的指针"(即二维数组)的指针。实现比较简单，主要是看其中关于指针的用法：

/*
 * author : juntao.qiu
 */
int makeargv(const char *s, const char *delimiters, char ***argvp){
    int error;
    int i;
    int numtokens;
    const char *snew;
    char *t;

    if((s == NULL) || (delimiters == NULL) || (argvp == NULL)){
        error = EINVAL;
        return -1;
    }

    *argvp = NULL;
    snew = s + strspn(s, delimiters);
    if((t = malloc(strlen(snew)+1)) == NULL)
        return -1;

    strcpy(t, snew);
    numtokens = 0;

    if(strtok(t, delimiters) != NULL)
        for(numtokens = 1; strtok(NULL, delimiters)!= NULL; numtokens++);

    if((*argvp = malloc((numtokens+1)*sizeof(char *))) == NULL){
        error = errno;
        free(t);
        errno = error;
        return -1;
    }

    if(numtokens == 0){
        free(t);
    }else{
        strcpy(t, snew);
        **argvp = strtok(t, delimiters);//注意此处的指针操作
        for(i = 1;i < numtokens;i++)
            *((*argvp)+i) = strtok(NULL, delimiters);//注意此处的指针操作
    }
        
    *((*argvp)+numtokens) = NULL;

    return numtokens;
}

 

 程序的主体比较简单，就是按照传入的s，按照界定符delimiters对其进行分割，分割完成后将其放在一个二维数组中，第一维表示最后数组，第二维表示第一个数组中每一个元素的值。

测试

好了，我们测试一下其运行情况：

 

int main(int argc, char **argv){
    char delim[] = " \t";
    int i;
    char **argvp;
    int numtokens;
    char *test = "mine -c 10 2.0";

    if((numtokens = makeargv(test, delim, &argvp)) == -1){
        fprintf(stderr, "failed to parse the string you given:%s\n", test);
        return 1;
    }
    printf("argument contains :\n");
    for(i = 0;i < numtokens;i++)
        printf("%d:%s\n", i, argvp[i]);
    return 0;
}

  

运行结果如下：

C:\development\cpl\usp>ls
Makefile a.exe makeargv.c nbproject

C:\development\cpl\usp>a
argument contains :
0:mine
1:-c
2:10
3:2.0

个人感觉，能把指针用到这种熟练程度，才算是对C掌握了。《UNIX系统编程》中的代码非常优雅，从大二一直读到毕业，毕业后得空还在读。我会尽量陆续把体会贴出来，以供参考。

评论

75 楼 jinleileiking 2009-12-29  

abruzzi 写道

jinleileiking 写道

说实话，不实用，二级指针，无论哪个公司也都不敢鼓励员工用吧。
对于c来说，the simple，the best。

当然，指的是产品，做产品和自己研究是不一样的。

你完全可以用N级指针搞个代码，贴在网上。

你不是在说笑吧？二级指针就不敢用了，那是做什么系统的？Hello，world吗？the simple, the best是没错，但是也不能simple到连二级指针都不敢用吧？那就干脆别用C了，用C就是用个指针！

我还真没见过那个项目中没有用到二级(和二级以上）的指针层次。

也许是领域不同，在嵌入式领域，我真没见过用三级指针的，二级指针就很少了。

不知道您是在哪个领域。。。。。

74 楼 abruzzi 2009-12-02  

jinleileiking 写道

说实话，不实用，二级指针，无论哪个公司也都不敢鼓励员工用吧。
对于c来说，the simple，the best。

当然，指的是产品，做产品和自己研究是不一样的。

你完全可以用N级指针搞个代码，贴在网上。

你不是在说笑吧？二级指针就不敢用了，那是做什么系统的？Hello，world吗？the simple, the best是没错，但是也不能simple到连二级指针都不敢用吧？那就干脆别用C了，用C就是用个指针！

我还真没见过那个项目中没有用到二级(和二级以上）的指针层次。

73 楼 jinleileiking 2009-12-02  

说实话，不实用，二级指针，无论哪个公司也都不敢鼓励员工用吧。
对于c来说，the simple，the best。

当然，指的是产品，做产品和自己研究是不一样的。

你完全可以用N级指针搞个代码，贴在网上。

72 楼 coolspeed 2009-11-17  

RednaxelaFX 写道

过来乱入～

NeuronR 写道

星号也应该打在类型这一边。

知己啊，我也是喜欢把星号紧跟在类型的后面然后再空格。一般这么写让我看着清楚些，除了一口气声明多个变量的时候：

char c, *lpszName, d;

所以我声明变量都是一行行分开来声明……

C认为声明形式应该尽量接近使用形式。但我认为这个牵强。把声名的东西是什么明确指示出来才更重要。这也是Java做的努力吧。。

71 楼 firecloudhawk 2009-10-30  

很不错，太好了

70 楼 青青竹 2009-10-24  

怎么我在visual c++上调试老出错误？？

69 楼 lhyasia 2009-10-15  

一级最好， 二级有些特殊用途会用到， 三级及以上需要好好检查代码。

68 楼 seagate 2009-10-08  

楼主展示的代码还是有问题的
1：如果numtokens=0，根本没必要分配一次内存。应该将分配放在numtokens==0的检查之后。
2：函数内部分配了内存，如果调用者没有释放，则造成内存泄漏。

67 楼 caravsapm70 2009-09-15  

NeuronR 写道

一大堆星号除了编译器还谁去数，把typedef用好才是正道。

个人认为，第一，指针超过二重就不要用了；第二，不要用typedef，试图屏蔽数据类型的行为很恶心（迫不得已平台相关，条件编译的除外）

66 楼 caravsapm70 2009-09-15  

oxromantic 写道

abruzzi 写道

oxromantic 写道

没有用到&,指针基础才涉及一半，
而且不考虑初级还是高级，希望LZ过一年再来看自己的代码，能写出这种内存使用代码的人也能如此狂妄，怪不得开源社区一直高质量代码百分比不高，原来多亏LZ你啊

大侠，你看完帖子了没有就在这儿喊？如果是看完了，那只能说你不识字了，我早就说明那个是《UNIX系统编程》中的一个例子，写的很好，所以贴出来大家学习下。不是我写的，再说了，说这个代码写的烂的人只不过是在暴露自己不学无术的真面目而已。

已经说了，文章的题目起的有点大了，例子给的比较简单，不好意思。

向你这样半吊子而且狂妄的人不多了
复制一段代码：
void freemakeargv(char **argv) {
   if (argv == NULL)
      return;
   if (*argv != NULL)
      free(*argv);
   free(argv);
}
请问这个代码在你的测试里有涉及吗？
非得我挑明了说，真是笑话

能写出这样的代码，可见你的功底之差。根本就是为了代码而代码，根本就没理解二重指针的使用范畴。
因此，看见你在里面判断argv==NULL就让我发笑，还不如林博士的在strcpy里面用assert。最起码，林博士的assert对于粗心的程序员还有用，你的argv＝＝NULL只能对入错行的程序员有用。比你高级点。

65 楼 t0uch 2009-07-10  

我也来参一脚

我认为二维数组 char *a[];的方式比较好
这个作为C里面的一种很基础的东西，是很实用的，处理多条字符串的时候就需要用到。
先声明一些指针，然后按照需求在对应的地址上malloc。
一定程度上满足了我一些洁癖的要求，呵呵。

64 楼 RednaxelaFX 2009-07-03  

过来乱入～

NeuronR 写道

星号也应该打在类型这一边。

知己啊，我也是喜欢把星号紧跟在类型的后面然后再空格。一般这么写让我看着清楚些，除了一口气声明多个变量的时候：

char c, *lpszName, d;

所以我声明变量都是一行行分开来声明……

63 楼 NeuronR 2009-07-03  

abruzzi 写道

mikeandmore 写道

那个啥。。。原型难道不是
int main(int argc, char* argv[]);
???

都说了，可以把指针理解成数组(当然不是完全等价)，所以
char *argv[] == char **argv == char argv[][]， 你可以分别试一下。

char argv[][]
你试过吗？数组那一维可以留空，留空是什么意思您讲解一下？

代码不是等价就算过，char* argv[]可读性更好，星号也应该打在类型这一边。

62 楼 NeuronR 2009-07-03  

一大堆星号除了编译器还谁去数，把typedef用好才是正道。

61 楼 icelander 2009-07-02  

从个人角度开发，几级指针都没关系

如果从团队出发，最好不超过二级，否则影响维护，而且出错概率大大增加

60 楼 mikeandmore 2009-06-30  

check 写道

mikeandmore 写道

night_stalker 写道

是 gcc 3 支持的怪异特性 …… 转成 char** 还行，不然就是一串 ?a ?a ……

我好像知道它把[][]看成什么了。。。嗯。。。
好像就是* xxx[]，而不是二位数组。。。。那个[][]和[][N]完全是不同的东西。。。。
这个明显是编译期bug么。。。

研究所为的看成什么对C是没有意义的,C有很多的hacks可以做,比如char *a[0]之类的声明很多人经常用，无非是为了方便，增强后续代码的可读性，和文面的意义关联不大。总之C是一门简单清晰的语言，语法上只是忠实翻译一些东西，比如&无非就是取址，具体赋予其什么样的意义取决于传统，设计，以及环境。

至于所谓的***,我觉得单个情况也就罢了，一般来讲最好还是用typedef把具体的意义抽象出来，否则不好读。

嗯。。。
我只是从原理上说一下。。。这么搞应该属于编译器bug

59 楼 check 2009-06-30  

google_fans 写道

现在的人说话都挺刻薄的
分享C语言或者Linux kernel 可以到chinaunix 那边去。
和这里不是一个级别的。

虽说物以类聚，不过大家都是一步步走过来的，哪里都可以交流。我看这个论坛有些人就很有意思，别人说话刻薄，或者回小白贴也不恼怒，只是就着技术上接着讨论，这样的人多一些自然能成风气，说话刻薄的只会自讨没趣。

58 楼 google_fans 2009-06-30  

现在的人说话都挺刻薄的
分享C语言或者Linux kernel 可以到chinaunix 那边去。
和这里不是一个级别的。

57 楼 google_fans 2009-06-30  

char *a[0]
这类的定义挺有意思的，能做出一些面向对象的东西来。
还有Linux里面head_list也挺有意思的。
也有点面向对象的意思在里面。

56 楼 google_fans 2009-06-30  

php源码中有很多超常的指针，大家可以去看下，看懂了应该很过瘾