第十二章：高级主题
12.1 多级指针与 void 指针
多级指针
• 定义：指向指针的指针，用于动态管理多维数组或复杂数据结构。
• 声明与使用：
int a = 10;
int *p = &a; // 一级指针
int **pp = &p; // 二级指针
printf("%d", **pp); // 解引用两次 → 10
void 指针
• 泛型指针：可指向任意类型数据，但需强制类型转换后才能解引用。
• 示例：
int num = 42;
void *vp = #
printf("%d", *(int *)vp); // 输出：42
应用场景：
• 动态内存分配函数（如 malloc）返回 void*。
• 实现通用函数（如 qsort）。
12.2 命令行参数（argc, argv）
main 函数参数：
int main(int argc, char *argv[]) {
// argc: 参数个数（含程序名）
// argv: 参数字符串数组
}
示例：打印所有命令行参数
for (int i = 0; i < argc; i++) {
printf("参数 %d: %s\n", i, argv[i]);
}
运行与输出：
./program hello world
参数 0: ./program
参数 1: hello
参数 2: world
注意事项：
• argv[argc] 为 NULL，可用于遍历结束判断。
• 参数类型转换需手动处理（如 atoi(argv[1]) 将字符串转整型）。
12.3 可变参数函数实现
实现方式：使用 <stdarg.h> 中的宏：
• va_list：参数列表对象。
• va_start：初始化参数列表。
• va_arg：获取下一个参数。
• va_end：清理参数列表。
示例：计算可变参数的平均值
#include <stdarg.h>
double average(int count, ...) {
va_list args;
va_start(args, count);
double sum = 0;
for (int i = 0; i < count; i++) {
sum += va_arg(args, double); // 依次读取参数
}
va_end(args);
return sum / count;
}
// 调用
double avg = average(3, 2.5, 3.5, 4.5); // 结果：3.5
限制：
• 参数类型和数量需在函数内显式管理，无编译时类型检查。
12.4 数据结构基础（链表实现）
链表节点定义：
typedef struct Node {
int data;
struct Node *next;
} Node;
创建链表：
Node *head = NULL;
// 插入节点（头插法）
void insert(int data) {
Node *newNode = malloc(sizeof(Node));
newNode->data = data;
newNode->next = head;
head = newNode;
}
遍历链表：
Node *current = head;
while (current != NULL) {
printf("%d ", current->data);
current = current->next;
}
删除节点：
void delete(int data) {
Node **ptr = &head;
while (*ptr != NULL) {
if ((*ptr)->data == data) {
Node *temp = *ptr;
*ptr = temp->next;
free(temp);
return;
}
ptr = &(*ptr)->next;
}
}
12.5 简单算法实现（排序与查找）
冒泡排序：
void bubbleSort(int arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n-1; i++) {
for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
二分查找：
int binarySearch(int arr[], int left, int right, int target) {
while (left <= right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
if (arr[mid] == target) {
return mid;
}
if (arr[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else {
right = mid - 1;
}
}
return -1;
}
线性查找：
int linearSearch(int arr[], int n, int target) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (arr[i] == target) {
return i;
}
}
return -1;
}
总结
- 多级指针：灵活处理动态数据结构，但需谨慎避免内存泄漏。
- 命令行参数：增强程序交互性，适合工具类程序开发。
- 可变参数：提高函数灵活性，但牺牲类型安全性。
- 链表：动态内存管理的典型应用，需注意指针操作的正确性。
- 算法基础：排序和查找是编程核心能力，掌握基础算法后再探索优化策略。
进阶建议：
• 学习更多数据结构（栈、队列、树）。
• 理解递归在算法中的应用（如快速排序）。
• 掌握指针与内存管理的底层机制。