在C语言中什么时候应该使用双重间接?谁能举个例子解释一下吗?

我所知道的是双间接是指向指针的指针。为什么我需要指向指针的指针?


当前回答

我今天看到了一个很好的例子,从这篇博客文章,我总结如下。

假设您有一个链表中节点的结构,可能是这样

typedef struct node
{
    struct node * next;
    ....
} node;

现在您想实现一个remove_if函数,它接受删除条件rm作为参数之一,并遍历链表:如果一个条目满足该条件(例如rm(entry)==true),它的节点将从链表中删除。最后,remove_if返回链表的头(可能与原始头不同)。

你可以写信

for (node * prev = NULL, * curr = head; curr != NULL; )
{
    node * const next = curr->next;
    if (rm(curr))
    {
        if (prev)  // the node to be removed is not the head
            prev->next = next;
        else       // remove the head
            head = next;
        free(curr);
    }
    else
        prev = curr;
    curr = next;
}

就像你的for循环。这里的信息是,如果没有双指针,您必须维护一个prev变量来重新组织指针,并处理两种不同的情况。

但是使用双指针,你实际上可以写

// now head is a double pointer
for (node** curr = head; *curr; )
{
    node * entry = *curr;
    if (rm(entry))
    {
        *curr = entry->next;
        free(entry);
    }
    else
        curr = &entry->next;
}

你现在不需要一个prev,因为你可以直接修改什么prev->next指向。

为了使事情更清楚,让我们稍微跟随一下代码。拆卸过程中:

如果entry ==* head:它将是*head (==*curr) =* head->next - head现在指向新标题节点的指针。您可以通过直接将head的内容更改为一个新的指针来实现这一点。 如果entry != *head:类似地,*curr是prev->next所指向的,现在指向entry->next。

无论哪种情况,您都可以使用双指针以统一的方式重新组织指针。

其他回答

例如,如果您想随机访问不连续的数据。

p -> [p0, p1, p2, ...]  
p0 -> data1
p1 -> data2

——用C

T ** p = (T **) malloc(sizeof(T*) * n);
p[0] = (T*) malloc(sizeof(T));
p[1] = (T*) malloc(sizeof(T));

存储一个指针p,它指向一个指针数组。每个指针指向一段数据。

如果sizeof(T)很大,则可能无法分配sizeof(T) * n字节的连续块(即使用malloc)。

例如,你可能想要确保当你释放某个东西的内存时,你将指针设置为空。

void safeFree(void** memory) {
    if (*memory) {
        free(*memory);
        *memory = NULL;
    }
}

当你调用这个函数时,你会用指针的地址来调用它

void* myMemory = someCrazyFunctionThatAllocatesMemory();
safeFree(&myMemory);

现在myMemory被设置为NULL,任何重用它的尝试都将是非常明显的错误。

有点晚了,但希望这能帮助到一些人。

在C语言中,数组总是在堆栈上分配内存,因此函数不能返回 一个(非静态)数组,因为内存分配在堆栈上 当执行到达当前块的末尾时自动释放。 当你想处理二维数组时,这真的很烦人 (即矩阵),并实现一些可以改变和返回矩阵的函数。 要实现这一点,可以使用指针对指针来实现矩阵 动态分配内存:

/* Initializes a matrix */
double** init_matrix(int num_rows, int num_cols){
    // Allocate memory for num_rows float-pointers
    double** A = calloc(num_rows, sizeof(double*));
    // return NULL if the memory couldn't allocated
    if(A == NULL) return NULL;
    // For each double-pointer (row) allocate memory for num_cols floats
    for(int i = 0; i < num_rows; i++){
        A[i] = calloc(num_cols, sizeof(double));
        // return NULL if the memory couldn't allocated
        // and free the already allocated memory
        if(A[i] == NULL){
            for(int j = 0; j < i; j++){
                free(A[j]);
            }
            free(A);
            return NULL;
        }
    }
    return A;
} 

这里有一个例子:

double**       double*           double
             -------------       ---------------------------------------------------------
   A ------> |   A[0]    | ----> | A[0][0] | A[0][1] | A[0][2] | ........ | A[0][cols-1] |
             | --------- |       ---------------------------------------------------------
             |   A[1]    | ----> | A[1][0] | A[1][1] | A[1][2] | ........ | A[1][cols-1] |
             | --------- |       ---------------------------------------------------------
             |     .     |                                    .
             |     .     |                                    .
             |     .     |                                    .
             | --------- |       ---------------------------------------------------------
             |   A[i]    | ----> | A[i][0] | A[i][1] | A[i][2] | ........ | A[i][cols-1] |
             | --------- |       ---------------------------------------------------------
             |     .     |                                    .
             |     .     |                                    .
             |     .     |                                    .
             | --------- |       ---------------------------------------------------------
             | A[rows-1] | ----> | A[rows-1][0] | A[rows-1][1] | ... | A[rows-1][cols-1] |
             -------------       ---------------------------------------------------------

The double-pointer-to-double-pointer A points to the first element A[0] of a memory block whose elements are double-pointers itself. You can imagine these double-pointers as the rows of the matrix. That's the reason why every double-pointer allocates memory for num_cols elements of type double. Furthermore A[i] points to the i-th row, i.e. A[i] points to A[i][0] and that's just the first double-element of the memory block for the i-th row. Finally, you can access the element in the i-th row and j-th column easily with A[i][j].

下面是一个完整的例子来演示它的用法:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/* Initializes a matrix */
double** init_matrix(int num_rows, int num_cols){
    // Allocate memory for num_rows double-pointers
    double** matrix = calloc(num_rows, sizeof(double*));
    // return NULL if the memory couldn't allocated
    if(matrix == NULL) return NULL;
    // For each double-pointer (row) allocate memory for num_cols
    // doubles
    for(int i = 0; i < num_rows; i++){
        matrix[i] = calloc(num_cols, sizeof(double));
        // return NULL if the memory couldn't allocated
        // and free the already allocated memory
        if(matrix[i] == NULL){
            for(int j = 0; j < i; j++){
                free(matrix[j]);
            }
            free(matrix);
            return NULL;
        }
    }
    return matrix;
}

/* Fills the matrix with random double-numbers between -1 and 1 */
void randn_fill_matrix(double** matrix, int rows, int cols){
    for (int i = 0; i < rows; ++i){
        for (int j = 0; j < cols; ++j){
            matrix[i][j] = (double) rand()/RAND_MAX*2.0-1.0;
        }
    }
}


/* Frees the memory allocated by the matrix */
void free_matrix(double** matrix, int rows, int cols){
    for(int i = 0; i < rows; i++){
        free(matrix[i]);
    }
    free(matrix);
}

/* Outputs the matrix to the console */
void print_matrix(double** matrix, int rows, int cols){
    for(int i = 0; i < rows; i++){
        for(int j = 0; j < cols; j++){
            printf(" %- f ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}


int main(){
    srand(time(NULL));
    int m = 3, n = 3;
    double** A = init_matrix(m, n);
    randn_fill_matrix(A, m, n);
    print_matrix(A, m, n);
    free_matrix(A, m, n);
    return 0;
}

这里的大多数答案或多或少都与应用程序编程有关。下面是一个嵌入式系统编程的例子。例如,以下是NXP Kinetis KL13系列微控制器参考手册的摘录,此代码片段用于从固件中运行驻留在ROM中的引导加载程序:

" 为了获得入口点的地址,用户应用程序读取包含引导加载程序API树指针的单词,该指针位于引导加载程序向量表的0x1C偏移量处。向量表被放置在引导加载器地址范围的底部,ROM的地址范围是0x1C00_0000。因此,API树指针位于地址0x1C00_001C。

引导加载程序API树是一个包含指向其他结构的指针的结构,这些结构具有引导加载程序的函数和数据地址。引导加载程序入口点总是API树的第一个单词。 "

uint32_t runBootloaderAddress;
void (*runBootloader)(void * arg);
// Read the function address from the ROM API tree.
runBootloaderAddress = **(uint32_t **)(0x1c00001c);
runBootloader = (void (*)(void * arg))runBootloaderAddress;
// Start the bootloader.
runBootloader(NULL);

添加到Asha的响应,如果你使用单个指针指向下面的例子(例如alloc1()),你将失去对函数内部分配的内存的引用。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void alloc2(int** p) {
    *p = (int*)malloc(sizeof(int));
    **p = 10;
}

void alloc1(int* p) {
    p = (int*)malloc(sizeof(int));
    *p = 10;
}

int main(){
    int *p = NULL;
    alloc1(p);
    //printf("%d ",*p);//undefined
    alloc2(&p);
    printf("%d ",*p);//will print 10
    free(p);
    return 0;
}

发生这种情况的原因是在alloc1中,指针是按值传入的。因此,当它被重新分配给alloc1内部的malloc调用的结果时,更改不属于不同作用域中的代码。