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

35 楼 mikeandmore 2009-06-29  

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)

34 楼 rain2005 2009-06-29  

abruzzi 写道

rain2005 写道

最近linux内核代码看的比较多，看了大家好多的发言，感觉大家对指针的概念还比较模糊，其实要弄清楚指针怎么回事必须和汇编指令结合起来，比如汇编编译后的机器指令是没有指针的概念的，指针就是地址，不同类型的指针就是地址指向的内容或者说大小（字节）不同而已，多重指针也很好理解，就是指针变量指向的内容还是地址。说到指针有人就会拿来和数组比较，其实数组是C抽象的概念，到编译器那里全变成了指针。只不过是一段连续的存储单元。说了这么多可能大家都明白，推荐大家看下《深入理解计算机系统》第3章，看看C是编译成汇编是怎么回事对指针的理解会更加深刻。

不是每个人可以轻松的阅读Linux内核这样的大工程的，当然有能力读会对C理解的很深入，我的意思是最好通过一些小的例子来说明一些原理，这样对以后学习大型的项目有很大的帮助。
内核中的一个文件，对外部的依赖肯定是千丝万缕的，不容易上手，呵呵。

既然说到linux内核的阅读，其实现在的Linux内核确实复杂到了难以想象的地步，不过Linux 0.01却不到3万行代码，而且选对书也很重要了，我看的是《linux内核完全剖析》,用了2个半月查不多看完了，当然前期的知识准备过程还有2个月，其中就包括《深入理解计算机系统》这本书，其实如果是专业C开发人员的话理解内核对大型项目我感觉还是很重要的，更何况我一个java程序员学习了内核之后对线程，并发有了新的理解，当然这只是一小块收获。

33 楼 abruzzi 2009-06-29  

rain2005 写道

最近linux内核代码看的比较多，看了大家好多的发言，感觉大家对指针的概念还比较模糊，其实要弄清楚指针怎么回事必须和汇编指令结合起来，比如汇编编译后的机器指令是没有指针的概念的，指针就是地址，不同类型的指针就是地址指向的内容或者说大小（字节）不同而已，多重指针也很好理解，就是指针变量指向的内容还是地址。说到指针有人就会拿来和数组比较，其实数组是C抽象的概念，到编译器那里全变成了指针。只不过是一段连续的存储单元。说了这么多可能大家都明白，推荐大家看下《深入理解计算机系统》第3章，看看C是编译成汇编是怎么回事对指针的理解会更加深刻。

不是每个人可以轻松的阅读Linux内核这样的大工程的，当然有能力读会对C理解的很深入，我的意思是最好通过一些小的例子来说明一些原理，这样对以后学习大型的项目有很大的帮助。
内核中的一个文件，对外部的依赖肯定是千丝万缕的，不容易上手，呵呵。

32 楼 rain2005 2009-06-29  

最近linux内核代码看的比较多，看了大家好多的发言，感觉大家对指针的概念还比较模糊，其实要弄清楚指针怎么回事必须和汇编指令结合起来，比如汇编编译后的机器指令是没有指针的概念的，指针就是地址，不同类型的指针就是地址指向的内容或者说大小（字节）不同而已，多重指针也很好理解，就是指针变量指向的内容还是地址。说到指针有人就会拿来和数组比较，其实数组是C抽象的概念，到编译器那里全变成了指针。只不过是一段连续的存储单元。说了这么多可能大家都明白，推荐大家看下《深入理解计算机系统》第3章，看看C是编译成汇编是怎么回事对指针的理解会更加深刻。

31 楼 abruzzi 2009-06-29  

oxromantic 写道

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

笑话？不知道好笑在哪儿？好像加入free了就牛B了似的。主题是多级指针的操作，不是面向内存保护，当然，这段代码确实属于严格的写法，之所以没有写出来不是因为其不重要，而是在这个例子中不重要。

另：我的半吊子不半吊恐怕还轮不到你说，至于狂妄，在下还真是不敢，草莽之间，卧虎藏龙之辈正不知有多少，哈哈。

30 楼 oxromantic 2009-06-29  

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

29 楼 night_stalker 2009-06-29  

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;
}

28 楼 abruzzi 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。。。

能看到的几乎所有的代码的main函数都是这样写的，你去盖他们脸吧，小心闪了腰！

27 楼 abruzzi 2009-06-29  

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。

26 楼 ray_linn 2009-06-29  

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。。。

25 楼 oxromantic 2009-06-29  

没有用到&,指针基础才涉及一半，

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。

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

24 楼 justshare 2009-06-29  

<p>写得不错，再接再励，但是纠正一个错误，也可以说是拘泥于语法罢</p>
<div class="quote_div">
<p>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，<strong>第三个是生成的"指针的指针"(即二维数组)的指针</strong>。实现比较简单，主要是看其中关于指针的用法：</p>
</div>
<p>粗体字这里，我觉得char **argv应该是一维数组，只不过它里面的每一个元素是一个字符串而已</p>
<p>char **argv &lt;=&gt; char *argv[] = {"aaaaa", "bbbbb", "cccccc"};</p>
<p> </p>
<p>二维数组：</p>
<p>char ***argv &lt;=&gt; char *[][3] = {</p>
<p>{"aaaa", "bbb", "cccc"},</p>
<p>{"1111", "2222"},</p>
<p>}</p>
<p> </p>
<p><strong>望指正</strong></p>

23 楼 abruzzi 2009-06-29  

好了好了，我现在郑重声明，本文严重的文不对题，不用讨论啦。哈哈，一不小心几乎成标题党了！感谢各位的留言。
另：如果能从中学到东西，那是最好，如果觉得太初级，请关闭本页，呵呵。

22 楼 abruzzi 2009-06-29  

wq163 写道

我看出来了，lz的意思是指针级数越高 表明用法就越高级了，哈哈

明摆的事儿么，一级的指针还有什么高级可言？？对于多级指针的引用容易乱掉，所以拿个例子来看，有什么问题？？

21 楼 wq163 2009-06-29  

我看出来了，lz的意思是指针级数越高 表明用法就越高级了，哈哈

20 楼 chirking 2009-06-29  

<div class="quote_title">troyconder 写道</div>
<div class="quote_div">指针是把双刃剑，弊大于利的那种瑕疵剑。</div>
<p> </p>
<p>童鞋，地球很危险，回火星去吧，或者JAVA星！</p>

19 楼 chirking 2009-06-29  

<div class="quote_title">bachmozart 写道</div>
<div class="quote_div">
<div class="quote_title">diogin 写道</div>
<div class="quote_div">
<div class="quote_title">abruzzi 写道</div>
<div class="quote_div">
<div class="quote_title">mikeandmore 写道</div>
<div class="quote_div">那个啥。。。原型难道不是<br>int main(int argc, char* argv[]);<br>???</div>
<br>都说了，可以把指针理解成数组(当然不是完全等价)，所以 <br>char *argv[] == char **argv == char argv[][]， 你可以分别试一下。</div>
<br><br>指针 != 数组。<br><br>找本《C专家编程》看看</div>
</div>
<p>lz就是想给新手们讲一下分享一下自己学习心得，你们这些高人都来凑什么热闹。。。</p>
<p>K＆R里讲得很明白了，指针等价于数组，（翻页）当作为函数参数时。</p>
<p>那个万恶的翻页啊。。。</p>
<p>想到个笑话：投案自首是犯罪  （墙角转弯） 分子的唯一出路</p>
<p>囧。</p>
<p> </p>

18 楼 troyconder 2009-06-29  

指针是把双刃剑，弊大于利的那种瑕疵剑。

17 楼 mikeandmore 2009-06-29  

abruzzi 写道

mikeandmore 写道

不过xxx[][]这种写法无论如何都是没有的。。。

这个只不过是你没有见过而已，不是没有，你可以写个代码测一下。而且有很多例子中都有这种形式的。

....
这个明显是语法错误么。。。搞毛。。。
N维数组要指定N－1个最大维数。。。否则无法寻址。

16 楼 zhongshan99 2009-06-29  

文不对题，标题是“C语言中指针的高级用法”，内容却是最基础的应用。。。