《C指针全解》让你不再害怕指针

Posted 2021-06-18 no code no life

前言:复杂类型说明

要了解指针,多多少少会出现一些比较复杂的类型,所以我先介绍一下如何完全理解一个复杂类型,要理解复杂类型其实很简单,一个类型里会出现很多运算符,他们也像普通的表达式一样,有优先级,其优先级和运算优先级一样,所以我总结了一下其原则:从变量名处起,根据运算符优先级结合,一步一步分析.下面让我们先从简单的类型开始慢慢分析吧:

表达式	含义
int p;	这是一个普通的整型变量
int *p;	首先从P处开始,先与*结合,所以说明P是一个指针,然后再与int结合,说明指针所指向的内容的类型为int型.所以P是一个返回整型数据的指针
int p[3];	首先从P处开始,先与[]结合,说明P是一个数组,然后与int结合,说明数组里的元素是整型的,所以P是一个由整型数据组成的数组
int *p[3];	首先从P处开始,先与[]结合,因为其优先级比较高,所以P是一个数组,然后再与*结合,说明数组里的元素是指针类型,然后再与int结合,说明指针所指向的内容的类型是整型的,所以P是一个由返回整型数据的指针所组成的数组
int (*p)[3];	首先从P处开始,先与*结合,说明P是一个指针然后再与[]结合(与"()"这步可以忽略,只是为了改变优先级),说明指针所指向的内容是一个数组,然后再与int结合,说明数组里的元素是整型的.所以P是一个指向由整型数据组成的数组的指针
int **p;	首先从P开始,先与*结合,说是P是一个指针,然后再与*结合,说明指针所指向的元素是指针,然后再与int结合,说明该指针所指向的元素是整型数据.由于二级指针以及更高级的指针极少用在复杂的类型中,所以后面更复杂的类型我们就不考虑多级指针了,最多只考虑一级指针.
int p(int);	从P处起,先与()结合,说明P是一个函数,然后进入()里分析,说明该函数有一个整型变量的参数然后再与外面的int结合,说明函数的返回值是一个整型数据
int (*p)(int);	从P处开始,先与指针结合,说明P是一个指针,然后与()结合,说明指针指向的是一个函数,然后再与()里的int结合,说明函数有一个int型的参数,再与最外层的int结合,说明函数的返回类型是整型,所以P是一个指向有一个整型参数且返回类型为整型的函数的指针
int *(*p(int))[3];	从P开始,先与()结合,说明P是一个函数,然后进入()里面,与int结合,说明函数有一个整型变量参数,然后再与外面的*结合,说明函数返回的是一个指针,然后到最外面一层,先与[]结合,说明返回的指针指向的是一个数组,然后再与*结合,说明数组里的元素是指针,然后再与int结合,说明指针指向的内容是整型数据.所以P是一个参数为一个整数据且返回一个指向由整型指针变量组 成的数组的指针变量的函数.

说到这里也就差不多了,我们的任务也就这么多,理解了这几个类型,其它的类型对我们来说也是小菜了,不过我们一般不会用太复杂的类型,那样会大大减小程序的可读性,请慎用,这上面的几种类型已经足够我们用了.

细说指针

指针的类型

指针所指向的类型

指针的值

指针本身所占据的内存区

指针的算术运算

运算符&和*

指针表达式

数组和指针的关系

指针和结构类型的关系

指针和函数的关系

指针类型转换

指针的安全问题

看下面的例子：
例十八：

char s=\'a\';
int *ptr;
ptr=(int*)&s;
*ptr=1298；

指针ptr是一个int*类型的指针，它指向的类型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程序中，s占一个字节，int类型占四个字节。最后一条语句不但改变了s所占的一个字节，还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的？只有编译程序知道，而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储了非常重要的数据，也许这三个字节里正好是程序的一条代码，而由于你对指针的马虎应用，这三个字节的值被改变了！这会造成崩溃性的错误。
让我们再来看一例：
例十九：

char a;
int *ptr=&a;
ptr++;
*ptr=115;

该例子完全可以通过编译，并能执行。但是看到没有？第3句对指针ptr进行自加1运算后，ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向
的一块存储区。这块存储区里是什么？我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据，甚至可能是一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写入一个数据！这是严重的错误。所以在使用指针时，程序员心里必须非常清楚：我的指针究竟指向了哪里。在用指针访问数组的时候，也要注意不要超出数组的低端和高端界限，否则也会造成类似的错误。在指针的强制类型转换：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2的类型)大于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区 时是安全的。如 果sizeof(ptr2的类型)小 于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是不安全的。至于为什么，读者结合例十八来想一想，应该会明白的。

结束语