指针基本认识

Posted 2021-07-14 任我驰骋°

指针

• 一、指针是什么？
• 二、指针和指针类型
• • 1.指针+-整数
  • 2.指针的解引用
• 三、野指针
• 四、指针运算
• • 1.指针-指针
  • 2.指针关系运算
• 五、指针和数组
• 六、二级指针
• 七、指针数组

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一、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。

内存：

总结：指针就是变量，用来存放地址的变量。（存放在指针中的值都被当成地址处理）。

这里有个问题：

  一个小的单元到底是多大？（1个字节）如何编址？

  经过仔细的计算和权衡我们发现一个字节给一个对应的地址是比较合适的。

  对于32位的机器，假设有32根地址线，那么假设每根地址线在寻址的是产生一个电信号正电/负电（1或 者0）.

  每个地址标识一个字节，那我们就可以给 （2^32Byte == 2^32/1024KB ==2^{32/1024/1024MB==2}32/1024/1024/1024GB == 4GB） 4G的空闲进行编址。

这里就明白：

  在32位的机器上，地址是32个0或者1组成二进制序列，那地址就得用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。

  那如果在64位机器上，如果有64个地址线，那一个指针变量的大小是8个字节，才能存放一个地址。

总结：

  指针是用来存放地址的，地址是唯一标示一块地址空间的。

  指针的大小在32位平台是4个字节，在64位平台是8个字节。

二、指针和指针类型

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

  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。

1.指针±整数

对指针±代表+或-类型的大小。

#include <stdio.h>
//演示实例
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; 
 }

总结：指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）。

2.指针的解引用

对指针解引用代表指针能访问sizeof（type）个字节。

int main（）
{
 int n = 0x11223344;
 char *pc = (char *)&n;
 int *pi = &n;
 *pc = 0;   //重点在调试的过程中观察内存的变化。
 *pi = 0;   //重点在调试的过程中观察内存的变化。
 return 0;
  }

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。

三、野指针

野指针： 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）
成因：
1.指针未初始化

#include <stdio.h>
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

#include <stdio.h>
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；
}

3.指针指向的空间释放

四、指针运算

1.指针-指针

  两个指针相减代表指针之间所经历元素个数。（元素：有参与计算的指针说了算）。

int my_strlen(char *s) 
{
       char *p = s;
       while(*p != '\\0' )
              p++;
       return p-s; 
}

2.指针关系运算

//1.
#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float *vp;
//指针+-整数；指针的关系运算
for (vp = &values[0]; vp < &values[N_VALUES];)
{
     *vp++ = 0; }

//2.
for(vp = &values[N_VALUES]; vp > &values[0];)
{
    *--vp = 0; }

//3.
for(vp = &values[N_VALUES-1]; vp >= &values[0];vp--) {
    *vp = 0; }

  实际在绝大部分的编译器上是可以顺利完成任务的，然而我们还是应该避免这样写，因为标准并不保证它可行。

标准规定：
  允许指向数组元素的指针与指向数组最后一个元素后面的那个内存位置的指针比较，但是不允许与指向第一个元素之前的那个内存位置的指针进行比较。
  所以，第3份代码不推荐。

五、指针和数组

  指针和数组没有任何关系。但是指针和数组的用法非常类似，可以相互转化。
  其中有一点是在数组传参时数组降维成指针，很可能是为了减少计算次数，提高计算机的效率。由此以来，C语言的指针和数组很多语法都很像，为了使人更方便地去了解和使用。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    for(i=0; i<sz; i++)
   {
        printf("&arr[%d] = %p   <====> p+%d = %p\\n", i, &arr[i], i, p+i);
   }
    return 0; }

运行结果：

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。

六、二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存放在哪里？ 这就是 二级指针 。

对于二级指针的运算有：

  *ppa 通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的是 pa ， *ppa 其实访问的就是pa。

int b = 20; *ppa = &b;//等价于 pa = &b;

**ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进行解引用操作： *pa ，那找到的是 a。

**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30；

七、指针数组

指针数组是存放指针的数组。

int arr1[5];
char arr2[6];

int* arr3[5];//是什么？

arr3是一个数组，有五个元素，每个元素是一个整型指针。