指针的运算

Posted 2020-09-20 yangchang1117

   其实，在C语言中，指针功能的强大，主要体现在指针变量的间接运算上，指针涉及的运算并不多。

    1、基本运算

    指针变量的基本运算包括赋值、取地址以及取值（间接运算）等运算。

    举例，如清单1： 

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1. #include <stdio.h>  
2.   
3. int main(void)  
4. {  
5.     int a = 5;  
6.     int *p = &a;  
7.   
8.     int b = *p;  
9.     *p = 9;  
10.   
11.     printf("p = %p, &a = %p, &p = %p\n", p, &a, &p);  
12.     printf("a = %d, b = %d\n", a, b);  
13.   
14.     return 0;  
15. }  

    例子输出结果： 

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1. p = 0xbfee8388, &a = 0xbfee8388, &p = 0xbfee8384  
2. a = 9, b = 5  

    第6行的意思是把整型变量a的地址赋给指针变量p（这时可以说p指向了a），然后使用间接运算符（*），像第8和第9行那样，通过p来间接地使用a。

    第5行的语句再平常不过了，其实是有深意的，在大多数编程语言中用同一符号（如变量名a）来表示它的地址和地址中的内容（即值），编译器根据上下文环境来判断它的具体含义。如例子中的第8行的意思是把变量a的值（即整数5）赋给b（在这种情况下a被叫做右值），而第9行的意思是往a的地址（即0xbfee8388）中存储一个整数9（在这种情况下a被叫作左值），所以变量既可作为左值，也可作为右值。

    指针变量作为一种变量，当然既可以给它赋值（如例子中把变量a的地址赋给指针变量p），也可以通过取址运算符（&）来取它的地址（如第11行打印出指针变量p的地址值0xbfee8384）。

    取值运算的复杂用法，如清单2： 

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <string.h>  
4.   
5. void func(char **p, int num)  
6. {  
7.     *p = (char *)malloc(num);  
8. }  
9.   
10. int main(void)  
11. {  
12.     char *str = NULL;  
13.   
14.     func(&str, 20);  
15.   
16.     strcpy(str, "hello world!");  
17.   
18.     printf("%s\n", str);  
19.   
20.     free(str);  
21.   
22.     return 0;  
23. }  

    例子输出结果： 

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1. hello world!  

    在例子中的第14行，通过函数调用把指针变量str的地址赋给二级指针变量p，然后在第7行通过*p来间接地使用str，这时str中的值为所分配的20个字节内存的首地址，接着往这段内存中拷贝字符串，最后打印字符串并释放这段内存。

    2、加减和求差

    指针变量加1的意义与整型变量加1的意义不同。

    举例，如清单3： 

[cpp] view plain copy

 

1. #include <stdio.h>  
2.   
3. int main(void)  
4. {  
5.     int a[] = {18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11};  
6.   
7.     int *start = a, *end = &a[7];  
8.   
9.     printf("address start = %p, end = %p\n", start, end);  
10.   
11.     printf("*(start+2) = %d, *(--end) = %d\n",  
12.         *(start+2), *(--end));  
13.   
14.     printf("(--end) - (start+2) = %d\n", (--end) - (start+2));  
15.   
16.     return 0;  
17. }  

    例子输出结果： 

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1. address start = 0xbfeabab8, end = 0xbfeabad4  
2. *(start+2) = 16, *(--end) = 12  
3. (--end) - (start+2) = 3  

    首先使用指针变量start和end分别指向数组a的第一个元素和最后一个元素，然后从start+2（即0xbfeabac0，通过式子0xbfeabab8+2*sizeof(int)算出）的地址中取得整数16，和--end（即0xbfeabad0，通过式子0xbfeabad4-1*sizeof(int)算出）的地址中取得整数12，从中可知，指针变量加1是加一个数据类型（就是声明指针变量时所使用的数据类型）的大小。

    指针变量求差的意义不大，可以得到数组两个元素之间的距离，如例子中元素7和元素3相隔3个元素。

    3、比较

    指针变量的比较就是比较指针变量值的大小以及是否相等，与其他数据类型的比较类似。

    如清单4： 

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3.   
4. int main(void)  
5. {  
6.     char *p = (char *)malloc(10);  
7.   
8.     if (p == NULL)  
9.     printf("failed to allocate memory.\n");  
10.     else  
11.     printf("allocate memory successfully.\n");  
12.   
13.     free(p);  
14.   
15.     return 0;  
16. }  

    例子输出结果：

[cpp] view plain copy

 

1. allocate memory successfully.  

    例子中，若malloc的返回不为NULL即表示内存分配成功。