C语言--指针

Posted 2022-12-02 KD大毛

文章目录

• 指针
• • • 指针是什么？
    • 指针和指针类型
    • 指针的加减
    • 指针的解引用
    • 野指针
    • 指针和数组
• 总结

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指针

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指针是什么？

在计算机科学中，指针(Pointer)是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向(points to)存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。
更好的理解是“指针是内存地址的编号”。

int main()

 int a = 10;//在内存中开辟一块空间
 int *p = &a;//这里我们对变量a，取出它的地址，可以使用&操作符。
      return 0;
          //将a的地址存放在p变量中，p就是一个指针变量。

总结：指针是存放地址的变量
指针的大小：在32位操作系统中是4个字节，在64位操作系统中是8字节

指针和指针类型

要将&a（a的地址）保存到p中，我们知道p就是一个指针变量，所以我们要根据a的类型定义指针的类型，常见的指针类型有：

char  *pc = NULL;
int   *pi = NULL;
short *ps = NULL;
long  *pl = NULL;
float *pf = NULL;
double *pd = NULL;

还有一些不常见指针类型：

指针数组
int* arr1[10]; //整形指针的数组
char *arr2[4]; //一级字符指针的数组
char **arr3[5];//二级字符指针的数组
数组指针
int (*p2)[10];//保存数组的指针
函数指针
void (*pfun1)();
函数指针数组
int (*parr1[10]])();

这里可以看到，指针的定义方式是： type + * 。 其实： char* 类型的指针是为了存放 char 类型变量的地址。 short* 类型的指针是为了存放 short 类型变量的地址。 int* 类型的指针是为了存放int 类型变量的地址。

指针的加减

指针能够保存地址，所以指针的加减也与地址有关；

int main()

 int n = 10;
 char *pc = (char*)&n;
 int *pi = &n;
 
 printf("%p\\n", &n);
 printf("%p\\n", pc);
 printf("%p\\n", pc+1);
 printf("%p\\n", pi);
 printf("%p\\n", pi+1);
 return  0;

输出答案：
0133F9C0
0133F9C0
0133F9C1
0133F9C0
0133F9C4

总结：指针的类型决定了指正加减几个字节（在内存地址上）。

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指针的解引用

int main()

 int n = 0x11223344;
 char *pc = (char *)&n;
 int *pi = &n;
 *pc = 0; 
 *pi = 0; 
 return 0;

补充说明：解引用的字节大小与指针类型有关，char *是一个字节int *是4个字节。计算机存储数据一般是按小端存储；

指针的解引用又称指针的间接访问，因为指针保存的是变量的地址，所以指针的解引用是通过保存的地址来找到这个地址所存的值。
例如上述代码，pi保存的是n的地址，所以*pi是间接访问n的值。但是pc却有点不一样，n被强转成（char）类型，char *保存的是一个字节，int 是四个字节，并且根据小端存储原理，原本n是0x11223344，但char 解引用是一个字节，所以只能访问到44。
总结： 指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大的权限（能操作几个字节）。 比如： char 的指针解引用就只能访问一个字节，而 int 的指针的解引用就能访问四个字节。

野指针

概念： 野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）

1. 指针未初始化

int main()
 
 int *p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
    *p = 20;
 return 0;

2. 指针越界访问

int main()

    int arr[10] = 0;
    int *p = arr;
    int i = 0;
    for(i=0; i<=11; i++)
   
        //当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针
        *(p++) = i;
   
    return 0;

如何规避野指针

1. 指针初始化
2. 小心指针越界
3. 指针指向空间释放即使置NULL
4. 指针使用之前检查有效性

指针和数组

一般来说，数组名保存的是数组元素的地址，既然是地址，那就可以用指针来代替数组名；

int arr[10] = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0;
int *p = arr;//p存放的是数组首元素的地址

那么数组名用指针代替，那么数组的访问就可以用指针来访问，并且有两种访问方式；

int main() 
int arr[10]= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0;
int *p = arr;
printf("%d \\n",*(p+1));
printf("%d \\n",p[1]);

我们可以看到，上述代码展示的p[1]与*(p+1)的输出结果都是2；所以数组通过指针访问有两种方式，一种是通过指针的解引用与指针的加减来访问数组，另一种是直接用指针名代替数组名加方括号来访问数组，两种方式都是可行的；所以 p+i 其实计算的是数组 arr 下标为i的地址。那我们就可以直接通过指针来访问数组。

总结

指针是比较难的一章，上文只是涉及到一些指针的基本知识，较深入的还有各种类型的指针，有指针数组、数组指针、函数指针、函数指针数组、指向函数指针数组的指针等。还有牵扯到内存的数据的存放等，指针的关键我觉得就是要把内存地址搞清楚，这样能够更清楚的了解指针的意义；