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

55 楼 check 2009-06-30  

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。

54 楼 mikeandmore 2009-06-30  

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。。。

53 楼 abruzzi 2009-06-29  

diogin 写道

abruzzi 写道

diogin 写道

abruzzi 写道

ray_linn 写道

这叫高级？？？？？？。。。。。。

我发现现在有越来越多人喜欢弄些*******,.......当成优雅的趋势。

一个盛满了水的杯子要再盛水，就要把原先的水先全部倒光。

文中的指针的用法，应该已经不算是入门级别的了。当然，例子可能有点不够复杂，没有函数指针，函数指针表(指向函数指针的指针)，但是经验中，2层以上的指针就比较难控制了，而这个例子可以很好的看出对3层指针的控制过程，不知道这位大侠心目中的“高级”是什么样子的？

如有必要，大可以在后边略作叙述，指教一二，那是欢迎之至，但是这种冷嘲热讽，就难免不知其所云了。

你这例子就是入门级别的，不要自认为高级。
学无止境，多拿些开源代码看看，体会下什么样的用法叫做“高级”。

完全没有我的例子有多么“高级”的意思，我也没有说我的例子不是入门级的，本来就是嘛，如果你可以通过例子学习到多级指针的用法，那是最好的了，也正是在下的目的所在。C中的指针难以驾驭是肯定的，你可以自己写着试一下，可能给出的例子对于这个题目来说有点不准确。

至于后边的什么“学无止境，多拿些开源代码看看，体会下什么样的用法叫做“高级”。”之类，说句不好听的，我看开源代码，给开源社区贡献代码的时候，你还不知道在哪儿卖鱼蛋呢。

哈哈，玩笑，纯属玩笑。

就你这“高级”指针也好意思混开源？还混了七年？我靠…… 要不您给我 show 一下您都贡献了哪些代码，好让我这个卖鱼蛋的开开眼界？

给开源贡献代码或者学习开源的代码根本没有什么好意思不好意思的说法，开源的主题思想就是软件自由化，而且我也不是在混，hoc, bochs我都参加过。至于七年什么的，不知道你在说什么，估计是信口开河的老毛病又犯了。
再者，没有人一上来就是高手，不过也有可能你例外。大家开始都是卖鱼蛋的，不过有的人比较善于学习，他后来就不卖鱼蛋了，有的人，一直保持着自己那本来的一杯子水，不肯倒掉迎接新的水，于是就一直是卖鱼蛋的了。
另：卖鱼蛋只是个例子，并非人身攻击，不要误会。

52 楼 diogin 2009-06-29  

指针不难，难的是在脑袋里缓存着一堆内存数据的类型和指向，编程时能理清如何操作这些内存。另外，进程的虚拟地址空间如何布局，各类数据在内存里的归属，哪些只读，哪些API可以改变地址空间等等，这些才是考验C功力的地方。至于一些语法角落，或者说一堆指针的语法糖，能避开就避开，比如 char s[][] 这种声明，应该见一个砍一个。

51 楼 diogin 2009-06-29  

abruzzi 写道

diogin 写道

abruzzi 写道

ray_linn 写道

这叫高级？？？？？？。。。。。。

我发现现在有越来越多人喜欢弄些*******,.......当成优雅的趋势。

一个盛满了水的杯子要再盛水，就要把原先的水先全部倒光。

文中的指针的用法，应该已经不算是入门级别的了。当然，例子可能有点不够复杂，没有函数指针，函数指针表(指向函数指针的指针)，但是经验中，2层以上的指针就比较难控制了，而这个例子可以很好的看出对3层指针的控制过程，不知道这位大侠心目中的“高级”是什么样子的？

如有必要，大可以在后边略作叙述，指教一二，那是欢迎之至，但是这种冷嘲热讽，就难免不知其所云了。

你这例子就是入门级别的，不要自认为高级。
学无止境，多拿些开源代码看看，体会下什么样的用法叫做“高级”。

完全没有我的例子有多么“高级”的意思，我也没有说我的例子不是入门级的，本来就是嘛，如果你可以通过例子学习到多级指针的用法，那是最好的了，也正是在下的目的所在。C中的指针难以驾驭是肯定的，你可以自己写着试一下，可能给出的例子对于这个题目来说有点不准确。

至于后边的什么“学无止境，多拿些开源代码看看，体会下什么样的用法叫做“高级”。”之类，说句不好听的，我看开源代码，给开源社区贡献代码的时候，你还不知道在哪儿卖鱼蛋呢。

哈哈，玩笑，纯属玩笑。

就你这“高级”指针也好意思混开源？还混了七年？我靠…… 要不您给我 show 一下您都贡献了哪些代码，好让我这个卖鱼蛋的开开眼界？

50 楼 night_stalker 2009-06-29  

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

49 楼 mikeandmore 2009-06-29  

night_stalker 写道

mikeandmore 写道

night_stalker 写道

星号经常会导致一些 syntax error，得弄很多 typedef 才行 ……
LPCSTR argv[] ……

其实 char[][] 是可以的 …… 至少 gcc 可以

#include <stdio.h>
int main(int argc, char argv[][]) {
	printf("%s\n", ((char**)argv)[0]);
	return 0;
}

mikeandmore% gcc test.c
test.c:2: error: array type has incomplete element type

mikeandmore% gcc -v
Using built-in specs.
Target: i486-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Debian 4.3.3-13' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.3/README.Bugs --enable-languages=c,c++,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --enable-shared --enable-multiarch --with-system-zlib --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --enable-nls --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.3 --program-suffix=-4.3 --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-objc-gc --enable-mpfr --enable-targets=all --with-tune=generic --enable-checking=release --build=i486-linux-gnu --host=i486-linux-gnu --target=i486-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.3.3 (Debian 4.3.3-13)

gcc 3.4.4 通过并正确运行 …… 回去帖 configure

那个啥。。如果这样都可以的话。。。
argv[1][1]的地址是多少。。。@_@

48 楼 night_stalker 2009-06-29  

mikeandmore 写道

night_stalker 写道

星号经常会导致一些 syntax error，得弄很多 typedef 才行 ……
LPCSTR argv[] ……

其实 char[][] 是可以的 …… 至少 gcc 可以

#include <stdio.h>
int main(int argc, char argv[][]) {
	printf("%s\n", ((char**)argv)[0]);
	return 0;
}

mikeandmore% gcc test.c
test.c:2: error: array type has incomplete element type

mikeandmore% gcc -v
Using built-in specs.
Target: i486-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Debian 4.3.3-13' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.3/README.Bugs --enable-languages=c,c++,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --enable-shared --enable-multiarch --with-system-zlib --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --enable-nls --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.3 --program-suffix=-4.3 --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-objc-gc --enable-mpfr --enable-targets=all --with-tune=generic --enable-checking=release --build=i486-linux-gnu --host=i486-linux-gnu --target=i486-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.3.3 (Debian 4.3.3-13)

gcc 3.4.4 通过并正确运行，但是 gcc-4 不行。

[][] 很糟糕，以后不写这样的了 ……

http://www.unix.com/unix-advanced-expert-users/112374-gcc-4-error.html

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/dr_047.html

47 楼 mikeandmore 2009-06-29  

rain2005 写道

在mikeandmore，ray_linn两位强力纠正下我终于认识到了自己的错误，int main(int argc, char* argv[])确实是更好的方式，但是type_t xxx[]作为参数的情况下我并不任务比type_t* xxx好，毕竟这根本没有复杂性而言，type_t* xxx抽象性更好，参数可以具体为队列，数组等。

嗯。还是那句话。。。[]提供了这种功能，用不用看个人喜好，和团队coding convention。

比如solaris里面，为了清晰从来是不传type_t* xx[]的。原因好像有说在solaris里面**的指针仅仅表示二位数组。

所以么。convention就是这样啦

46 楼 rain2005 2009-06-29  

在mikeandmore，ray_linn两位强力纠正下我终于认识到了自己的错误，int main(int argc, char* argv[])确实是更好的方式，但是type_t xxx[]作为参数的情况下我并不任务比type_t* xxx好，毕竟这根本没有复杂性而言，type_t* xxx抽象性更好，参数可以具体为队列，数组等。

45 楼 mikeandmore 2009-06-29  

rain2005 写道

真是服了你了，这居然是你使用数组参数的原因，你去看看内核源码和标准库代码有使用char* argv[]作为参数的地方么？如果一个专业的程序员连指针的指针都理解不了那还干程序员干嘛？用char* argv[]作为参数只能说明你惧怕指针，根本没有真正理解指针。

type_t xxx[], 和 type_t* xxx在传参数的时候是一样的。。。效果是一样的。
用不用[]取决于coding convention问题。。。

至于[]用不用。。。
gnome.org的代码和Linux下的man page里面全是int main(int argc, char* argv[])的。。。不信自己去看。


所以，这个用不用[]仅仅是说[]提供了这个东西，爱用不用随便。。。

BTW 内核里面和“数组”（我是说汉语里的数组）打交道应该不多吧。。。

44 楼 ray_linn 2009-06-29  

rain2005 写道

ray_linn 写道

rain2005 写道

真是服了你了，这居然是你使用数组参数的原因，你去看看内核源码和标准库代码有使用char* argv[]作为参数的地方么？如果一个专业的程序员连指针的指针都理解不了那还干程序员干嘛？用char* argv[]作为参数只能说明你惧怕指针，根本没有真正理解指针。

一个程序员把本来容易理解的东西，故意写得难一点，那就是故弄虚玄，水平有限。

一般程序员：写机器能理解的程序

高级程序员： 写别人能了解的程序。

按照你的理解设计unix系统函数的人都是一般程序员：写机器能理解的程序

如果有，那么请用人“更容易”理解的写法，如果你还记得以后这些程序需要后人维护的话。

43 楼 rain2005 2009-06-29  

ray_linn 写道

rain2005 写道

真是服了你了，这居然是你使用数组参数的原因，你去看看内核源码和标准库代码有使用char* argv[]作为参数的地方么？如果一个专业的程序员连指针的指针都理解不了那还干程序员干嘛？用char* argv[]作为参数只能说明你惧怕指针，根本没有真正理解指针。

一个程序员把本来容易理解的东西，故意写得难一点，那就是故弄虚玄，水平有限。

一般程序员：写机器能理解的程序

高级程序员： 写别人能了解的程序。

按照你的理解设计unix系统函数的人都是一般程序员：写机器能理解的程序

42 楼 ray_linn 2009-06-29  

rain2005 写道

真是服了你了，这居然是你使用数组参数的原因，你去看看内核源码和标准库代码有使用char* argv[]作为参数的地方么？如果一个专业的程序员连指针的指针都理解不了那还干程序员干嘛？用char* argv[]作为参数只能说明你惧怕指针，根本没有真正理解指针。

一个程序员把本来容易理解的东西，故意写得难一点，那就是故弄虚玄，水平有限。

一般程序员：写机器能理解的程序

高级程序员： 写别人能了解的程序。

41 楼 rain2005 2009-06-29  

mikeandmore 写道

rain2005 写道

ray_linn 写道

seen 写道

ray_linn 写道

看到有人把char* argv[]写成char **argv，我就想拿本书往他头上劈头盖脑的打下去。

char* argv[]原来是多么好理解的事情，非得弄复杂了。。。

连着两个*就是把问题搞复杂了...呵呵...攒机器的公司也就只请得到这种水平的员工了 

恩，你们公司就需要你这种没理解力的员工，生产点山寨路由。

char* argv[]的确是比char **argv好理解，不过作为函数参数还是应该是char **argv把，char* argv[]适合全局或者局部变量的地方。

......[]这个东西明显是为了传参数的时候用的么。。。
因为C把数组转换成*来传参数。。。而*的话，就看不出是数组了，于是只能用[]表示，说我是个数组。。。
而不是一个指针的指针。。。

真是服了你了，这居然是你使用数组参数的原因，你去看看内核源码和标准库代码有使用char* argv[]作为参数的地方么？如果一个专业的程序员连指针的指针都理解不了那还干程序员干嘛？用char* argv[]作为参数只能说明你惧怕指针，根本没有真正理解指针。

40 楼 mikeandmore 2009-06-29  

rain2005 写道

ray_linn 写道

seen 写道

ray_linn 写道

看到有人把char* argv[]写成char **argv，我就想拿本书往他头上劈头盖脑的打下去。

char* argv[]原来是多么好理解的事情，非得弄复杂了。。。

连着两个*就是把问题搞复杂了...呵呵...攒机器的公司也就只请得到这种水平的员工了 

恩，你们公司就需要你这种没理解力的员工，生产点山寨路由。

char* argv[]的确是比char **argv好理解，不过作为函数参数还是应该是char **argv把，char* argv[]适合全局或者局部变量的地方。

......[]这个东西明显是为了传参数的时候用的么。。。
因为C把数组转换成*来传参数。。。而*的话，就看不出是数组了，于是只能用[]表示，说我是个数组。。。
而不是一个指针的指针。。。

39 楼 mikeandmore 2009-06-29  

seen 写道

ray_linn 写道

看到有人把char* argv[]写成char **argv，我就想拿本书往他头上劈头盖脑的打下去。

char* argv[]原来是多么好理解的事情，非得弄复杂了。。。

连着两个*就是把问题搞复杂了...呵呵...攒机器的公司也就只请得到这种水平的员工了 

就拿微软这种从来不重视code review的公司说事。。。
变量名写错了都打回来重写，何况出现这么多*。。。。

38 楼 rain2005 2009-06-29  

ray_linn 写道

seen 写道

ray_linn 写道

看到有人把char* argv[]写成char **argv，我就想拿本书往他头上劈头盖脑的打下去。

char* argv[]原来是多么好理解的事情，非得弄复杂了。。。

连着两个*就是把问题搞复杂了...呵呵...攒机器的公司也就只请得到这种水平的员工了 

恩，你们公司就需要你这种没理解力的员工，生产点山寨路由。

char* argv[]的确是比char **argv好理解，不过作为函数参数还是应该是char **argv把，虽然说编译器会把char* argv[]当成char **argv，char* argv[]适合全局或者局部变量的地方。

37 楼 ray_linn 2009-06-29  

seen 写道

ray_linn 写道

看到有人把char* argv[]写成char **argv，我就想拿本书往他头上劈头盖脑的打下去。

char* argv[]原来是多么好理解的事情，非得弄复杂了。。。

连着两个*就是把问题搞复杂了...呵呵...攒机器的公司也就只请得到这种水平的员工了 

恩，你们公司就需要你这种没理解力的员工，生产点山寨路由。

36 楼 seen 2009-06-29  

ray_linn 写道

看到有人把char* argv[]写成char **argv，我就想拿本书往他头上劈头盖脑的打下去。

char* argv[]原来是多么好理解的事情，非得弄复杂了。。。

连着两个*就是把问题搞复杂了...呵呵...攒机器的公司也就只请得到这种水平的员工了