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  • 深入理解C语言指针

    万次阅读 多人点赞 2019-10-09 11:28:28
    一、指针的概念 要知道指针的概念,要先了解变量在内存中如何存储的。在存储时,内存被分为一块一块的。每一块都有一个特有的编号。而这个编号可以暂时理解为指针,就像酒店的门牌号一样。 1.1、变量和地址 先写一段...

    一、指针的概念

    要知道指针的概念,要先了解变量在内存中如何存储的。在存储时,内存被分为一块一块的。每一块都有一个特有的编号。而这个编号可以暂时理解为指针,就像酒店的门牌号一样。

    1.1、变量和地址

    先写一段简单的代码:

    void main(){
    	int x = 10, int y = 20;
    }
    

    这段代码非常简单,就是两个变量的声明,分别赋值了 10、20。我们把内存当做一个酒店,而每个房间就是一块内存。那么“int x = 10;”和“int y = 20;”的实际含义如下:

    1. 去酒店订了两个房间,门牌号暂时用 px、py 表示
    2. 让 10 住进 px,让 20 住进 py
    3. 其中门牌号就是 px、py 就是变量的地址
    4. x 和 y 在这里可以理解为具体的房间,房间 x 的门牌号(地址)是 px,房间 y 的门牌号(地址)是 py。而 10 和 20,通过 px、py 两个门牌,找到房间,住进 x、y。用户(变量的值)和房间(变量)以及房间号(指针、地址)的关系

    1.2、指针变量和指针的类型

    指针变量就是一个变量,它存储的内容是一个指针。如果用前面的例子,可以理解为指针变量就是一张房卡,房卡存储了房间号的信息。

    在我们定义一个变量的时候,要确定它的类型。int x、char ch、float、、、在定义指针变量时也是一样的,必须确定指针类型。int 变量的指针需要用 int 类型的指针存储,float 变量的指针需要用 float 类型的指针存储。就像你只能用酒店 A 的房卡存储酒店 A 中房间号的信息一样。

    二、变量的指针与指针变量

    变量的指针就是变量的存储地址,指针变量就是存储指针的变量。

    2.1、指针变量的定义及使用

    (1)指针变量的定义

    指针变量的定义形式如:数据类型 *指针名;例如:

    //分别定义了 int、float、char 类型的指针变量
    int *x;
    float *f;
    char *ch;
    

    如上面的定义,指针变量名为 x、f、ch。并不是*x、*f、*ch

    (2)指针变量的使用

    • 取地址运算符&:单目运算符&是用来取操作对象的地址。例:&i 为取变量 i 的地址。对于常量表达式、寄存器变量不能取地址(因为它们存储在存储器中,没有地址)。
    • 指针运算符*(间接寻址符):与&为逆运算,作用是通过操作对象的地址,获取存储的内容。例:x = &i,x 为 i 的地址,*x 则为通过 i 的地址,获取 i 的内容。

    代码示例:

    //声明了一个普通变量 a
    int a;
    //声明一个指针变量,指向变量 a 的地址
    int *pa;
    //通过取地址符&,获取 a 的地址,赋值给指针变量
    pa = &a;
    //通过间接寻址符,获取指针指向的内容
    printf("%d", *pa);
    

    (3)“&”和“*”的结合方向

    “&”和“*”都是右结合的。假设有变量 x = 10,则*&x 的含义是,先获取变量 x 的地址,再获取地址中的内容。因为“&”和“*”互为逆运算,所以 x = *&x。

    接下来做个小练习,输入 x、y 两个整数,然后将其中的值大的赋值给 x,小的赋值给 y。即:假设输入 x = 8,y = 9。就将 9 赋值给 x,8 赋值给 y。

    void main(){
    	//声明两个普通变量
    	int x, y;
    	//声明两个指针变量
    	int *px, *py;
    	//声明一个临时变量,用于交换
    	int t;
    	//输入两个值,赋值给 x、y
    	scanf("%d", &x);
    	scanf("%d", &y);
    	//给指针变量 px、py 赋初值(关联变量 x、y)
    	px = &x;
    	py = &y;
    	//利用指针来对比 x、y 的值,如果 x 的值比 y 的值小,就交换
    	if(*px < *py){
    		//交换步骤,其中*px == x、*py == y
    		t = *px;
    		*px = *py;
    		*py = t;
    	}
    	printf("x =  %d, y = %d", *px, *py);
    }
    
    输入:23 45
    输出结果为:x = 45, y = 23
    

    2.2、指针变量的初始化

    指针变量与其它变量一样,在定义时可以赋值,即初始化。也可以赋值“NULL”或“0”,如果赋值“0”,此时的“0”含义并不是数字“0”,而是 NULL 的字符码值。

    //利用取地址获取 x 的地址,在指针变量 px 定义时,赋值给 px
    int x;
    int *px = &x;
    //定义指针变量,分别赋值“NULL”和“0”
    int *p1= NULL, *p2 = 0;
    

    2.3、指针运算

    (1)赋值运算

    指针变量可以互相赋值,也可以赋值某个变量的地址,或者赋值一个具体的地址

    int *px, *py, *pz, x = 10;
    //赋予某个变量的地址
    px = &x;
    //相互赋值
    py = px;
    //赋值具体的地址
    pz = 4000;
    

    (2)指针与整数的加减运算

    1. 指针变量的自增自减运算。指针加 1 或减 1 运算,表示指针向前或向后移动一个单元(不同类型的指针,单元长度不同)。这个在数组中非常常用。
    2. 指针变量加上或减去一个整形数。和第一条类似,具体加几就是向前移动几个单元,减几就是向后移动几个单元。
    //定义三个变量,假设它们地址为连续的,分别为 4000、4004、4008
    int x, y, z;
    
    //定义一个指针,指向 x
    int *px = &x;
    
    //利用指针变量 px 加减整数,分别输出 x、y、z
    printf("x = %d", *px);		//因为 px 指向 x,所以*px = x
    
    //px + 1,表示,向前移动一个单元(从 4000 到 4004)
    //这里要先(px + 1),再*(px + 1)获取内容,因为单目运算符“*”优先级高于双目运算符“+”
    printf("y = %d", *(px + 1));		
    printf("z = %d", *(px + 2));
    

    (3)关系运算

    假设有指针变量 px、py。

    1. px > py 表示 px 指向的存储地址是否大于 py 指向的地址
    2. px == py 表示 px 和 py 是否指向同一个存储单元
    3. px == 0 和 px != 0 表示 px 是否为空指针
    //定义一个数组,数组中相邻元素地址间隔一个单元
    int num[2] = {1, 3};
    
    //将数组中第一个元素地址和第二个元素的地址赋值给 px、py
    int *px = &num[0], *py = &num[1];
    int *pz = &num[0];
    int *pn;
    
    //则 py > px
    if(py > px){
    	printf("py 指向的存储地址大于 px 所指向的存储地址");
    }
    
    //pz 和 px 都指向 num[0]
    if(pz == px){
    	printf("px 和 pz 指向同一个地址");
    }
    
    //pn 没有初始化
    if(pn == NULL || pn == 0){
    	printf("pn 是一个空指针");
    }
    

    三、指针与数组

    之前我们可以通过下标访问数组元素,学习了指针之后,我们可以通过指针访问数组的元素。在数组中,数组名即为该数组的首地址,结合上面指针和整数的加减,我们就可以实现指针访问数组元素。

    3.1、指向数组的指针

    如以下语句:

    int nums[10], *p;
    

    上面语句定义了一个数组 nums,在定义时分配了 10 个连续的int 内存空间。而一个数组的首地址即为数组名nums,或者第一个元素的首地址也是数组的首地址。那么有两种方式让指针变量 p 指向数组 nums:

    //数组名即为数组的首地址
    p = nums;
    //数组第一个元素的地址也是数组的首地址
    p = &nums[0];
    

    上面两句是等价的。
    如下几个操作,用指针操作数组:

    1. *p = 1,此操作为赋值操作,即将指针指向的存储空间赋值为 1。此时 p 指向数组 nums 的第一个元素,则此操作将 nums 第一个元素赋值为 0,即 nums[0] = 1。
    2. p + 1,此操作为指针加整数操作,即向前移动一个单元。此时 p + 1 指向 nums[0]的下一个元素,即 nums[1]。通过p + 整数可以移动到想要操作的元素(此整数可以为负数)。
    3. 如上面,p(p + 0)指向 nums[0]、p + 1 指向 nums[1]、、、类推可得,p+i 指向 nums[i],由此可以准确操作指定位置的元素。
    4. 在 p + 整数的操作要考虑边界的问题,如一个数组长度为 2,p+3 的意义对于数组操作来说没有意义。

    下面写一段代码,用指针访问数组的元素:

    //定义一个整形数组,并初始化
    int nums[5] = {4, 5, 3, 2, 7};
    
    //定义一个指针变量 p,将数组 nums 的首地址赋值给 p,也可以用p = &nums[0]赋值
    int *p = nums, i;			//i 作为循环变量
    
    //p 指向数组第一个元素(数组首地址),我们可以直接用间接寻址符,获取第一个元素的内容
    printf("nums[0] = %d\n", *p);			//输出结果为 nums[0] = 4
    
    //我们可以通过“p + 整数”来移动指针,要先移动地址,所以 p + 1 要扩起来
    printf("nums[1] = %d\n", *(p + 1));		//输出结果为 nums[1] = 5
    
    //由上面推导出*(p + i) = nums[i],所以我们可以通过 for 循环变量元素
    for(i = 0; i < 5; i++){
    	printf("nums[%d] = %d", i, *(p + i));
    }
    

    注:数组名不等价于指针变量,指针变量可以进行 p++和&操作,而这些操作对于数组名是非法的。数组名在编译时是确定的,在程序运行期间算一个常量。

    3.2、字符指针与字符数组

    在 C 语言中本身没有提供字符串数据类型,但是可以通过字符数组和字符指针的方式存储字符串。

    (1)字符数组方式

    这个在前面应该学习过,这里就不赘述了。

    char word[] = "zack";
    printf("%s", word);
    

    (2)字符指针方式

    指针方式操作字符串和数组操作字符串类似,可以把定义的指针看做是字符数组的数组名。在内存中存储大致如下,这里为了方便换了个字符串:在这里插入图片描述

    //除了定义一个字符数组外,还可以直接定义一个字符指针存储字符串
    char *sentence = "Do not go gentle into that good night!";
    
    //此时可以做字符串的操作
    //输出
    printf("%s", sentence);
    
    //通过下标取字符
    printf("%c", sentence[0]);
    
    //获取字符串长度,其中 strlen 是 string.h 库中的方法
    printf("%d", strlen(sentence));
    

    注:字符指针方式区别于字符数组方式,字符数组不能通过数组名自增操作,但是字符指针是指针,可以自增操作。自增自减少会实现什么效果大家可以自己尝试运行一下

    下面做个小练习,利用字符指针将字符数组 sentence 中的内容复制到字符数组 word 中:

    //定义字符数组 sentence 和 word,给 sentence 赋初值
    char sentence[] = "Do not go gentle into that good night!", word[100];
    
    //定义字符指针,指向 word
    char *ch = word;
    int i;
    
    //循环赋值
    for(i = 0; sentence[i] != '\0'; i++){
    	*(ch + i) = sentence[i];
    }
    
    //在当 i 等于 sentence 的长度(sentence 的长度不包含'\0')时,
    //i 继续自增,此时判断 sentence[0] != '\0'不符合,跳出循环,则 i 比 sentence 长度大 1
    *(ch + i) = '\0';
    
    //输出字符串,因为 ch 指向 word,所以输出结果是一样的
    printf("ch = %s, word = %s", ch, word);
    

    注:指针变量必须初始化一个有效值才能使用

    3.3、多级指针及指针数组

    (1)多级指针

    指针变量作为一个变量也有自己的存储地址,而指向指针变量的存储地址就被称为指针的指针,即二级指针。依次叠加,就形成了多级指针。我们先看看二级指针,它们关系如下:指针变量 p 指向变量 x,二级指针变量指向指针变量 p
    其中 p 为一级指针,pp 为二级指针。二级指针定义形式如下:

    数据类型 **二级指针名;
    

    和指针变量的定义类似,由于*是右结合的,所以*pp 相当于*(*p)。在本次定义中,二级指针的变量名为 pp,而不是**p。多级指针的定义就是定义时使用多个“*”号。下面用一个小程序给大家举例:

    //定义普通变量和指针变量
    int *pi, i = 10;
    //定义二级指针变量
    int **ppi;
    
    //给指针变量赋初值
    pi = &i;
    
    //给二级指针变量赋初值
    ppi = &pi;
    
    //我们可以直接用二级指针做普通指针的操作
    //获取 i 的内容
    printf("i = %d", **ppi);
    //获取 i 的地址
    printf("i 的地址为%d", *ppi);
    

    注:在初始化二级指针 ppi 时,不能直接 ppi = &&i,因为&i 获取的是一个具体的数值,而具体数字是没有指针的。

    (2)指针数组

    指针变量和普通变量一样,也能组成数组,指针数组的具体定义如下:

    数据类型 *数组名[指针数组长度];
    

    下面举一个简单的例子熟悉指针数组:

    //定义一个数组
    int nums[5] = {2, 3, 4, 5, 2}, i;
    
    //定义一个指针数组
    int *p[5];
    
    //定义一个二级指针
    int **pp;
    
    //循环给指针数组赋值
    for(i = 0; i < 5; i++){
    	p[i] = &nums[i];
    }
    
    //将指针数组的首地址赋值给 pp,数组 p 的数组名作为 p 的首地址,也作为 p 中第一个元素的地址。
    //数组存放的内容为普通变量,则数组名为变量的指针;数组存放的内容为指针,则数组名为指针的指针。
    pp = p;
    
    //利用二级指针 pp 输出数组元素
    for(i = 0; i < 5; i++){
    	//pp == &p[0] == &&nums[0],nums[0] == *p[0] == **pp
    	printf("%d", **pp);
    	
    	//指针变量+整数的操作,即移动指针至下一个单元
    	pp++;
    }
    

    3.4、指针与多维数组

    讲多维数组是个麻烦的事,因为多维数组和二维数组没有本质的区别,但是复杂度倒是高了许多。这里我主要还是用二维数组来举例,但是还是会给大家分析多维数组和指针的关系。

    (1)多维数组的地址

    先用一个简单的数组来举例:

    int nums[2][2] = {
    	{1, 2},
    	{2, 3}
    };
    

    我们可以从两个维度来分析:

    1. 先是第一个维度,将数组当成一种数据类型 x,那么二维数组就可以当成一个元素为 x 的一维数组。
    2. 如上面的例子,将数组看成数据类型 x,那么 nums 就有两个元素。nums[0]和 nums[1]。
    3. 我们取 nums[0]分析。将 nums[0]看做一个整体,作为一个名称可以用 x1 替换。则 x1[0]就是 nums[0][0],其值为 1。
      在这里插入图片描述

    我们知道数组名即为数组首地址,上面的二维数组有两个维度。首先我们把按照上面 1 来理解,那么 nums 就是一个数组,则nums 就作为这个数组的首地址。第二个维度还是取 nums[0],我们把 nums[0]作为一个名称,其中有两个元素。我们可以尝试以下语句:

    printf("%d", nums[0]);
    

    此语句的输出结果为一个指针,在实验过后,发现就是 nums[0][0]的地址。即数组第一个元素的地址。

    如果再多一个维度,我们可以把二维数组看做一种数据类型 y,而三维数组就是一个变量为 y 的一维数组。而数组的地址我们要先确定是在哪个维度,再将数组某些维度看成一个整体,作为名称,此名称就是该维度的地址(这里有些绕)。

    例:

    //假设已初始化,二维数组数据类型设为 x,一维数组数据类型设为 y
    int nums[2][2][2];
    
    //此数组首地址为该数组名称
    printf("此数组首地址为%d", nums);
    
    //此数组可以看做存储了两个 x 类型元素的一维数组,则 nums[0] = x1 的地址为
    printf("第二个维度的首地址为%d", nums[0]);
    
    //而 x1 可以看做存储了两个 y 类型元素的一维数组,则 y1 = x1[0] = nums[0][0]
    printf("第三个维度的首地址为%d", nums[0][0]);
    
    

    三维数组实际存储形式如下:
    在这里插入图片描述
    实际存储内容的为最内层维度,且为连续的。对于 a 来说,其个跨度为 4 个单元;对 a[0]来说,其跨度为 2 个单元;对 a[0][0]来说,跨度为一个单元。有上面还可以得出:

    a == a[0] == a[0][0] == &a[0][0][0];
    

    上面的等式只是数值上相等,性质不同。

    (2)多维数组的指针

    在学习指针与数组的时候,我们可以如下表示一个数组:

    int nums[5] = {2, 4, 5, 6, 7};
    int *p = nums;
    

    在前面讲指针数组时,所有指针数组元素都指向一个数字,那么我们现在可以尝试用指针数组的每个元素指向一个数组:

    //定义一个二维数组
    int nums[2][2] = {
    	{1, 2},
    	{2, 3}
    };
    
    //此时 nums[0]、和 nums[1]各为一个数组
    int *p[2] = {nums[0], nums[1]};
    
    //我们可以用指针数组 p 操作一个二维数组
    
    //p 为数组 p 的首地址,p[0] = nums[0] = *p,**p = nums[0][0]
    printf("nums[0][0] = %d", **p);
    
    //指针 + 整数形式,p+1 移动到 nums 的地址,*(p +1) = nums[1],则**(p + 1) = nums[1][0]
    printf("nums[1][0] = %d", **(p + 1));
    
    //先*p = nums[0],再*p + 1 = &nums[0][1],最后获取内容*(*p + 1)即为 nums[0][1]
    printf("nums[0][1] = %d", *(*p + 1));
    

    这里可能不能理解为什么*p + 1 = &nums[0][1],而不是 nums[1]。*p 获得的是一个一维数组,而 int 数组 + 1 的跨度只有 4 个字节,也就是一个单元。前面 p 是一维数组的指针,其跨度为一个数组。所以*p + 1 = &nums[0][1],而 p + 1 = nums[1]。

    四、指针与函数

    前面学习函数学到,函数参数可以为 int、char、float 等,但是在操作时,这些参数只作为形参,所有操作都只在函数体内有效(除对指针的操作外),那么今天来学习一下指针作为函数参数。

    4.1、函数参数为指针

    我们直接做一个练习,定义一个函数,用来交换两个变量的内容。

    void swap(int *x, int *y);
    void main(){
    	int x = 20, y = 10;
    	swap(&x, &y);
    	printf("x = %d, y = %d", x ,y);
    }
    void swap(int *x, int *y){
    	int t;
    	t = *x;
    	*x = *y;
    	*y = t;
    }
    

    代码非常简单,我也就不细讲了。这里传入的参数为指针,所以调用 swap 方法后 x,y 的内容发生了交换。如果直接传入 x,y,那么交换只在 swap 中有效,在 main 中并没有交换。

    4.2、函数的返回值为指针

    返回值为指针的函数声明如下:

    数据类型 *函数名(参数列表){
    	函数体
    }
    //例如:
    int s;
    int *sum(int x, int y){
    	s = x + y;
    	return &s;
    }
    

    在函数调用前要声明需要对函数声明(有点编译器不需要)

    int s;
    void mian(){
    	int *r = sum(10, 9);
    	printf("10 + 9 + %d", *r);
    }
    int *sum(int x, int y){
    	s = x + y;
    	return &s;
    }
    

    除了上面的操作,更实用的是返回一个指向数组的指针,这样就实现了返回值为数组。

    4.3、指向函数的指针

    C 语言中,函数不能嵌套定义,也不能将函数作为参数传递。但是函数有个特性,即函数名为该函数的入口地址。我们可以定义一个指针指向该地址,将指针作为参数传递。

    函数指针定义如下:

    数据类型 (*函数指针名)();
    

    函数指针在进行“*”操作时,可以理解为执行该函数。函数指针不同与数据指针,不能进行+整数操作。

    下面举个例子,来使用函数指针:

    #include <string.h>
    /**
    *	定义一个方法,传入两个字符串和一个函数指针 p,用 p 对两个字符串进行操作
    */
    void check(char *x, char *y, int (*p)());
    void main(){
    	//string.h 库中的函数,使用之前需要声明该函数。字符串比较函数
    	int strcmp();
    	char x[] = "Zack";
    	char y[] = "Rudy";
    	
    	//定义一个函数指针
    	int (*p)() = strcmp;
    
    	check(x, y, p);
    }
    void check(char *x, char *y, int (*p)()){
    	if(!(*p)(x, y)){
    		printf("相等");
    	}else{
    		printf("不相等");
    	}
    }
    

    利用函数指针调用方法具体操作如下:

    (*p)(x, y);
    

    指针除了这些地方,还在结构体中用处巨大。今天就先讲到这里~·

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  • C语言指针详解(经典,非常详细)

    千次阅读 多人点赞 2019-06-12 15:11:57
    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...

    原文:https://blog.csdn.net/constantin_/article/details/79575638

    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:

    //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; 
    
    //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*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)[3];
      
    //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;
       
    //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); 
     
    //可以先跳过,不看这个类型,过于复杂从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. 
    int *(*p(int))[3]; 
    

    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.

    一、细说指针

    指针是一个特殊的变量,它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容:指针的类型、指针所指向的类型、指针的值或者叫指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区。让我们分别说明。

    先声明几个指针放着做例子:
    例一:

    (1)int *ptr;  
    (2)char *ptr;  
    (3)int **ptr;  
    (4)int (*ptr)[3];  
    (5)int *(*ptr)[4];
    

    1.指针的类型

    从语法的角度看,你只要把指针声明语句里的指针名字去掉,剩下的部分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型:

    (1)int *ptr;//指针的类型是int*
    (2)char *ptr;//指针的类型是char*
    (3)int **ptr;//指针的类型是int**
    (4)int (*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3]
    (5)int *(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]
    

    怎么样?找出指针的类型的方法是不是很简单?

    2.指针所指向的类型

    当你通过指针来访问指针所指向的内存区时,指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
    从语法上看,你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉,剩下的就是指针所指向的类型。例如:

    (1)int *ptr; //指针所指向的类型是int
    (2)char *ptr; //指针所指向的的类型是char
    (3)int **ptr; //指针所指向的的类型是int*
    (4)int (*ptr)[3]; //指针所指向的的类型是int()[3]
    (5)int *(*ptr)[4]; //指针所指向的的类型是int*()[4]
    

    在指针的算术运算中,指针所指向的类型有很大的作用。
    指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你对C 越来越熟悉时,你会发现,把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念,是精通指针的关键点之一。我看了不少书,发现有些写得差的书中,就把指针的这两个概念搅在一起了,所以看起书来前后矛盾,越看越糊涂。

    3.指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址

    指针的值是指针本身存储的数值,这个值将被编译器当作一个地址,而不是一个一般的数值。在32 位程序里,所有类型的指针的值都是一个32 位整数,因为32 位程序里内存地址全都是32 位长。指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始,长度为si zeof(指针所指向的类型)的一片内存区。以后,我们说一个指针的值是XX,就相当于说该指针指向了以XX 为首地址的一片内存区域;我们说一个指针指向了某块内存区域,就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例一中,指针所指向的类型已经有了,但由于指针还未初始化,所以它所指向的内存区是不存在的,或者说是无意义的。
    以后,每遇到一个指针,都应该问问:这个指针的类型是什么?指针指的类型是什么?该指针指向了哪里?(重点注意)

    4 指针本身所占据的内存区

    指针本身占了多大的内存?你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知道了。在32 位平台里,指针本身占据了4 个字节的长度。指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式(后面会解释)是否是左值时很有用。

    二、指针的算术运算

    指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的,以单元为单位。例如:
    例二:

        char a[20];  
        int *ptr=(int *)a; //强制类型转换并不会改变a 的类型  
        ptr++;  
    

    在上例中,指针ptr 的类型是int*,它指向的类型是int,它被初始化为指向整型变量a。接下来的第3句中,指针ptr被加了1,编译器是这样处理的:它把指针ptr 的值加上了sizeof(int),在32 位程序中,是被加上了4,因为在32 位程序中,int 占4 个字节。由于地址是用字节做单位的,故ptr 所指向的地址由原来的变量a 的地址向高地址方向增加了4 个字节。由于char 类型的长度是一个字节,所以,原来ptr 是指向数组a 的第0 号单元开始的四个字节,此时指向了数组a 中从第4 号单元开始的四个字节。我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组,看例子:

    例三:

        int array[20]={0};  
        int *ptr=array;  
        for(i=0;i<20;i++)  
        {  
            (*ptr)++;  
            ptr++}  
    

    这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr加1 个单元,所以每次循环都能访问数组的下一个单元。

    再看例子:
    例四:

    char a[20]="You_are_a_girl";  
    int *ptr=(int *)a;  
    ptr+=5; 
    

    在这个例子中,ptr 被加上了5,编译器是这样处理的:将指针ptr 的值加上5 乘sizeof(int),在32 位程序中就是加上了5 乘4=20。由于地址的单位是字节,故现在的ptr 所指向的地址比起加5 后的ptr 所指向的地址来说,向高地址方向移动了20 个字节。
    在这个例子中,没加5 前的ptr 指向数组a 的第0 号单元开始的四个字节,加5 后,ptr 已经指向了数组a 的合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题,但在语法上却是可以的。这也体现出了指针的灵活性。如果上例中,ptr 是被减去5,那么处理过程大同小异,只不过ptr 的值是被减去5 乘sizeof(int),新的ptr 指向的地址将比原来的ptr 所指向的地址向低地址方向移动了20 个字节。
    下面请允许我再举一个例子:(一个误区)

    例五:

        #include<stdio.h>  
        int main()  
        {  
            char a[20]=" You_are_a_girl";  
            char *p=a;  
            char **ptr=&p;  
            //printf("p=%d\n",p);  
            //printf("ptr=%d\n",ptr);  
            //printf("*ptr=%d\n",*ptr);  
            printf("**ptr=%c\n",**ptr);  
            ptr++;  
            //printf("ptr=%d\n",ptr);  
            //printf("*ptr=%d\n",*ptr);  
            printf("**ptr=%c\n",**ptr);  
        }  
    
    误区一、输出答案为Y 和o

    误解:
    ptr 是一个char 的二级指针,当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char),所以输出如上结果,这个可能只是少部分人的结果.

    误区二、输出答案为Y 和a

    误解:
    ptr 指向的是一个char *类型,当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char *)(有可能会有人认为这个值为1,那就会得到误区一的答案,这个值应该是4,参考前面内容), 即&p+4; 那进行一次取值运算不就指向数组中的第五个元素了吗?那输出的结果不就是数组中第五个元素了吗?答案是否定的.

    正解:

    正解: ptr 的类型是char **,指向的类型是一个char *类型,该指向的地址就是p的地址(&p),当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char*),即&p+4;那*(&p+4)指向哪呢,这个你去问上帝吧,或者他会告诉你在哪?所以最后的输出会是一个随机的值,或许是一个非法操作.

    总结一下:

    一个指针ptr_old 加(减)一个整数n 后,结果是一个新的指针ptr_new,ptr_new 的类型和ptr_old 的类型相同,ptr_new 所指向的类型和ptr_old所指向的类型也相同。ptr_new 的值将比ptr_old 的值增加(减少)了n 乘sizeof(ptr_old 所指向的类型)个字节。就是说,ptr_new 所指向的内存区将比ptr_old 所指向的内存区向高(低)地址方向移动了n 乘sizeof(ptr_old 所指向的类型)个字节。指针和指针进行加减:两个指针不能进行加法运算,这是非法操作,因为进行加法后,得到的结果指向一个不知所向的地方,而且毫无意义。两个指针可以进行减法操作,但必须类型相同,一般用在数组方面,不多说了。

    三、运算符&和*

    这里&是取地址运算符,*是间接运算符。
    &a 的运算结果是一个指针,指针的类型是a 的类型加个*,指针所指向的类型是a 的类型,指针所指向的地址是a 的地址。
    *p 的运算结果就五花八门了。总之*p 的结果是p 所指向的东西,这个东西有这些特点:它的类型是p 指向的类型,它所占用的地址是p所指向的地址。
    例六:

    int a=12; 
    int b; 
    int *p; 
    int **ptr;  
    //&a 的结果是一个指针,类型是int*,指向的类型是int,指向的地址是a 的地址。 
    p=&a;  
    //*p 的结果,在这里它的类型是int,它所占用的地址是p所指向的地址,显然,*p就是变量a。 
    *p=24;  
    //&p 的结果是个指针,该指针的类型是p 的类型加个*,  在这里是int **。该指针所指向的类型是p 的类型,这里是int*。该指针所指向的地址就是指针p 自己的地址。 
    ptr=&p;  
    //*ptr 是个指针,&b 的结果也是个指针,且这两个指针的类型和所指向的类型是一样的,所以用&b 来给*ptr 赋  值就是毫无问题的了。  
    *ptr=&b;  
     //*ptr 的结果是ptr 所指向的东西,在这里是一个指针,对这个指针再做一次*运算,结果是一个int 类型的变量。 
    **ptr=34; 
    

    四、指针表达式

    一个表达式的结果如果是一个指针,那么这个表达式就叫指针表式。
    下面是一些指针表达式的例子:
    例七:

    int a,b;  
    int array[10];  
    int *pa;  
    pa=&a; //&a 是一个指针表达式。  
    int **ptr=&pa; //&pa 也是一个指针表达式。  
    *ptr=&b; //*ptr 和&b 都是指针表达式。  
    pa=array;  
    pa++; //这也是指针表达式。
    

    例八:

    char *arr[20];  
    char **parr=arr; //如果把arr 看作指针的话,arr 也是指针表达式  
    char *str;  
    str=*parr; //*parr 是指针表达式  
    str=*(parr+1); //*(parr+1)是指针表达式  
    str=*(parr+2); //*(parr+2)是指针表达式
    

    由于指针表达式的结果是一个指针,所以指针表达式也具有指针所具有的四个要素:

    • 指针的类型,
    • 指针所指向的类型,
    • 指针指向的内存区,
    • 指针自身占据的内存。

    好了,当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占据的内存的话,这个指针表达式就是一个左值,否则就不是一个左值。在例七中,&a 不是一个左值,因为它还没有占据明确的内存。*ptr 是一个左值,因为*ptr 这个指针已经占据了内存,其实*ptr 就是指针pa,既然pa 已经在内存中有了自己的位置,那么*ptr 当然也有了自己的位置。

    五、数组和指针的关系

    数组的数组名其实可以看作一个指针。看下例:

    例九:

    int array[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;  
    value=array[0]; //也可写成:value=*array;  
    value=array[3]; //也可写成:value=*(array+3);  
    value=array[4]; //也可写成:value=*(array+4);
    

    上例中,一般而言数组名array 代表数组本身,类型是int[10],但如果把array 看做指针的话,它指向数组的第0 个单元,类型是int* 所指向的类型是数组单元的类型即int。因此*array 等于0 就一点也不奇怪了。同理,array+3 是一个指向数组第3 个单元的指针,所以*(array+3)等于3。其它依此类推。

    例十:

    char *str[3]={  
        "Hello,thisisasample!",  
        "Hi,goodmorning.",  
        "Helloworld"  
    };  
    char s[80]strcpy(s,str[0]); //也可写成strcpy(s,*str);  
    strcpy(s,str[1]); //也可写成strcpy(s,*(str+1));  
    strcpy(s,str[2]); //也可写成strcpy(s,*(str+2));
    

    上例中,str 是一个三单元的数组,该数组的每个单元都是一个指针,这些指针各指向一个字符串。把指针数组名str 当作一个指针的话,它指向数组的第0 号单元,它的类型是char **,它指向的类型是char *。
    *str 也是一个指针,它的类型是char *,它所指向的类型是char,它指向的地址是字符串"Hello,thisisasample!"的第一个字符的地址,即’H’的地址。注意:字符串相当于是一个数组,在内存中以数组的形式储存,只不过字符串是一个数组常量,内容不可改变,且只能是右值.如果看成指针的话,他即是常量指针,也是指针常量.
    str+1 也是一个指针,它指向数组的第1 号单元,它的类型是char**,它指向的类型是char*。
    *(str+1)也是一个指针,它的类型是char*,它所指向的类型是char,它指向"Hi,goodmorning."的第一个字符’H’

    下面总结一下数组的数组名(数组中储存的也是数组)的问题:

    声明了一个数组TYPE array[n],则数组名称array 就有了两重含义:

    • 第一,它代表整个数组,它的类型是TYPE[n];
    • 第二,它是一个常量指针,该指针的类型是TYPE*,该指针指向的类型是TYPE,也就是数组单元的类型,该指针指向的内存区就是数组第0 号单元,该指针自己占有单独的内存区,注意它和数组第0 号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是不能修改的,即类似array++的表达式是错误的。在不同的表达式中数组名array 可以扮演不同的角色。在表达式sizeof(array)中,数组名array 代表数组本身,故这时sizeof 函数测出的是整个数组的大小。

    在表达式*array 中,array 扮演的是指针,因此这个表达式的结果就是数组第0 号单元的值。sizeof(*array)测出的是数组单元的大小。
    表达式array+n(其中n=0,1,2,…)中,array 扮演的是指针,故array+n 的结果是一个指针,它的类型是TYPE *,它指向的类型是TYPE,它指向数组第n号单元。故sizeof(array+n)测出的是指针类型的大小。在32 位程序中结果是4
    例十一:

    int array[10];  
    int (*ptr)[10];  
    ptr=&array;
    

    上例中ptr 是一个指针,它的类型是int(*)[10],他指向的类型是int[10] ,我们用整个数组的首地址来初始化它。在语句ptr=&array中,array 代表数组本身。
    本节中提到了函数sizeof(),那么我来问一问,sizeof(指针名称)测出的究竟是指针自身类型的大小呢还是指针所指向的类型的大小?
    答案是前者。例如:

    int(*ptr)[10];
    

    则在32 位程序中,有:

    sizeof(int(*)[10])==4
    sizeof(int[10])==40
    sizeof(ptr)==4
    

    实际上,sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小,而不是别的什么类型的大小。

    六、指针和结构类型的关系

    可以声明一个指向结构类型对象的指针。
    例十二:

        struct MyStruct  
        {  
            int a;  
            int b;  
            int c;  
        };
        //声明了结构对象ss,并把ss 的成员初始化为20,30 和40。    
        struct MyStruct ss={20,30,40};
        //声明了一个指向结构对象ss 的指针。它的类型是MyStruct *,它指向的类型是MyStruct。  
        struct MyStruct *ptr=&ss;
        //声明了一个指向结构对象ss 的指针。但是pstr 和它被指向的类型ptr 是不同的。
        int *pstr=(int*)&ss;      
    

    请问怎样通过指针ptr 来访问ss 的三个成员变量?
    答案:

    ptr->a; //指向运算符,或者可以这们(*ptr).a,建议使用前者
    ptr->b;
    ptr->c;
    

    又请问怎样通过指针pstr 来访问ss 的三个成员变量?
    答案:

    *pstr; //访问了ss 的成员a。
    *(pstr+1); //访问了ss 的成员b。
    *(pstr+2) //访问了ss 的成员c。
    

    虽然我在我的MSVC++6.0 上调式过上述代码,但是要知道,这样使用pstr 来访问结构成员是不正规的,为了说明为什么不正规,让我们看看怎样通过指针来访问数组的各个单元: (将结构体换成数组)

    例十三:

    int array[3]={35,56,37};  
    int *pa=array;  
    //通过指针pa 访问数组array 的三个单元的方法是:  
    *pa; //访问了第0 号单元  
    *(pa+1); //访问了第1 号单元  
    *(pa+2); //访问了第2 号单元 
    

    从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一样。

    所有的C/C++编译器在排列数组的单元时,总是把各个数组单元存放在连续的存储区里,单元和单元之间没有空隙。

    但在存放结构对象的各个成员时,在某种编译环境下,可能会需要字对齐或双字对齐或者是别的什么对齐,需要在相邻两个成员之间加若干个"填充字节",这就导致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。

    所以,在例十二中,即使*pstr 访问到了结构对象ss 的第一个成员变量a,也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员b。
    因为成员a 和成员b 之间可能会有若干填充字节,说不定*(pstr+1)就正好访问到了这些填充字节呢。
    这也证明了指针的灵活性。要是你的目的就是想看看各个结构成员之间到底有没有填充字节,嘿,这倒是个不错的方法。
    不过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针ptr 的方法。

    七、指针和函数的关系

    可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。

    int fun1(char *,int);
    int (*pfun1)(char *,int);
    pfun1=fun1;
    int a=(*pfun1)("abcdefg",7); //通过函数指针调用函数。
    

    可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中,可以用指针表达式来作为实参。
    例十四:

        int fun(char *);  
        inta;  
        char str[]="abcdefghijklmn";  
        a=fun(str);  
        int fun(char *s)  
        {  
            int num=0;  
            for(int i=0;;)  
            {  
                num+=*s;s++;  
            }  
            return num;  
        }  
    

    这个例子中的函数fun 统计一个字符串中各个字符的ASCII 码值之和。前面说了,数组的名字也是一个指针。在函数调用中,当把str作为实参传递给形参s 后,实际是把str 的值传递给了s,s 所指向的地址就和str 所指向的地址一致,但是str 和s 各自占用各自的存储空间。在函数体内对s 进行自加1 运算,并不意味着同时对str 进行了自加1 运算。

    八、指针类型转换

    当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时,赋值号的左边是一个指针,赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中,绝大多数情况下,指针的类型和指针表达式的类型是一样的,指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
    例十五:

    float f=12.3;  
    float *fptr=&f;  
    int *p;
    

    在上面的例子中,假如我们想让指针p 指向实数f,应该怎么办?
    是用下面的语句吗?

    p=&f;
    

    不对。因为指针p 的类型是int *,它指向的类型是int。表达式&f 的结果是一个指针,指针的类型是float *,它指向的类型是float。
    两者不一致,直接赋值的方法是不行的。至少在我的MSVC++6.0 上,对指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致,所指向的类型也一致,其它的编译器上我没试过,大家可以试试。为了实现我们的目的,需要进行"强制类型转换":

    p=(int*)&f;
    

    如果有一个指针p,我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP *TYPE, 那么语法格式是:

     (TYPE *)p;
    

    这样强制类型转换的结果是一个新指针,该新指针的类型是TYPE *,它指向的类型是TYPE,它指向的地址就是原指针指向的地址。

    而原来的指针p 的一切属性都没有被修改。(切记)

    一个函数如果使用了指针作为形参,那么在函数调用语句的实参和形参的结合过程中,必须保证类型一致,否则需要强制转换
    例十六:

        void fun(char*);  
        int a=125,b;  
        fun((char*)&a);  
        void fun(char*s)  
        {  
            char c;  
            c=*(s+3); *(s+3)=*(s+0); *(s+0)=c;  
            c=*(s+2); *(s+2)=*(s+1); *(s+1)=c;  
        } 
    

    注意这是一个32 位程序,故int 类型占了四个字节,char 类型占一个字节。函数fun 的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意到了吗?在函数调用语句中,实参&a 的结果是一个指针,它的类型是int *,它指向的类型是int。形参这个指针的类型是char *,它指向的类型是char。这样,在实参和形参的结合过程中,我们必须进行一次从int *类型到char *类型的转换。

    结合这个例子,我们可以这样来
    想象编译器进行转换的过程:编译器先构造一个临时指针char *temp,然后执行temp=(char *)&a,最后再把temp 的值传递给s。所以最后的结果是:s 的类型是char *,它指向的类型是char,它指向的地址就是a 的首地址。
    我们已经知道,指针的值就是指针指向的地址,在32 位程序中,指针的值其实是一个32 位整数。

    那可不可以把一个整数当作指针的值直接赋给指针呢?就象下面的语句:

        unsigned int a;  
        TYPE *ptr; //TYPE 是int,char 或结构类型等等类型。  
        a=20345686;  
        ptr=20345686; //我们的目的是要使指针ptr 指向地址20345686  
          
        ptr=a; //我们的目的是要使指针ptr 指向地址20345686  
        //编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能达到了吗?不,还有办法:  
        unsigned int a;  
        TYPE *ptr; //TYPE 是int,char 或结构类型等等类型。  
        a=N //N 必须代表一个合法的地址;  
        ptr=(TYPE*)a; //呵呵,这就可以了。  
    

    严格说来这里的(TYPE *)和指针类型转换中的(TYPE *)还不一样。这里的(TYPE*)的意思是把无符号整数a 的值当作一个地址来看待。上面强调了a 的值必须代表一个合法的地址,否则的话,在你使用ptr 的时候,就会出现非法操作错误。想想能不能反过来,把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取出来。完全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出来,然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针:
    例十七:

    int a=123,b;  
    int *ptr=&a;  
    char *str;  
    b=(int)ptr; //把指针ptr 的值当作一个整数取出来。  
    str=(char*)b; //把这个整数的值当作一个地址赋给指针str
    

    现在我们已经知道了,可以把指针的值当作一个整数取出来,也可以把一个整数值当作地址赋给一个指针。

    九、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。

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  • C语言指针描述(一篇全部透C指针)

    千次阅读 多人点赞 2019-12-13 11:13:17
    C语言 指针语法 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> main(){ int a=10; int* pointer=&a; } C语言里面的指针只能操作地址 指针赋值给变量 int a = 10; int* pointer = &a...

    C语言  指针语法

    	#include<stdio.h>
    	#include<stdlib.h>
    	main(){
    		int a=10;
    		int* pointer=&a;	
    	}

    C语言里面的指针只能操作地址  

     

    指针赋值给变量

    int a = 10;
    int* pointer = &a;//吧地址赋值给指针  指针本身是存储地址的
    int b = *pointer;
    • 指针 int i = 123; int* pointer = &i;

    • pointer 取到的是i的地址

    • *pointer 取到的是i的值

    •   &pointer 取出pointer自己的地址

    • 野指针 指针赋值操作之前要先初始化 给指针变量赋一个程序中声明的变量的地址

    • int* 指向int类型变量的地址

    • 值传递和引用传递 都是传递的值 但是引用传递传递的是地址值 子函数修改main函数的变量的值 一定要用引用传递

    • 指针和数组的关系 数组就是连续的内存空间 拿到数组的首地址 就可以对数组的每一个元素进行操作 通过指针的位移运算 位移运算 指针变量+1移动的字节数跟指针的类型有关

    • 指针的长度 32位操作系统4个字节 64位 8字节

    利用指针返回多个值      :  在C语言里面方法是不能返回数组的如果使用返回多个值可以通过指针改变该地址内容

    #include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>    
    /**
    "*" 的几个含义   int*  声明一个int类型的指针变量
                x * y  乘法运算
                int* pointer;
                *pointer; 取出指针变量pointer 中保存的内存地址对应的内存中的值 
    */
    main(){    
          int i =1;
          int j = 2;
          //char c;
          function(&i,&j);
          printf("i = %d,j = %d\n",i,j);
           system("pause"); 
           } 
     function(int* pointer, int* pointer2){
         *pointer *= 2;
         *pointer2 *=2;
        }

    数组与指针的干系

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    /**
    数组实际上就是一块连续的内存空间 
    */
    main(){
    	char array[]={'a','b','c','d'}; 
    	//int array[]={1,2,3,4};
    	printf("array[0]=%#x\n",&array[0]);
    	printf("array[1]=%#x\n",&array[1]);
    	printf("array[2]=%#x\n",&array[2]);
    	printf("array[3]=%#x\n",&array[3]);
    	//数组变量名的地址实际上是第一个元素的地址
    	char* pointer = &array;//表示吧数组地址付指针   数组每个单位多有一个独立的地址 
    	//在数组于指针里面    如这个*(pointer+0)  要开位数   如char  是 1 位 可以加一  如果是int 是4位 没有任何用 
    	printf("*(pointer+0) = %c\n",*(pointer+0));
    	printf("*(pointer+1) = %c\n",*(pointer+1));
    	printf("*(pointer+2) = %c\n",*(pointer+2));
    	printf("*(pointer+3) = %c\n",*(pointer+3));
    	
    } 

    多级指针

    多级指针 数星星  有几个星就是几级指针 取值通过三级指针拿到最初的变量的值 ***point3 

    #include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>    
    /**
    多级指针 数星星  有几个星就是几级指针 取值通过三级指针拿到最初的变量的值 ***point3 
    */
    main(){    
          int i = 123;
          //int类型的一级指针 
          int* pointer = &i;
          //int类型的二级指针 二级指针只能保存一级指针的地址 
          int** pointer2 = &pointer; 
          //int类型的三级指针   三级指针只能存二级指针
          int*** pointer3 = &pointer2; 
          printf("***pointer3 = %d\n",***pointer3);
           system("pause"); 
           } 
    

     

    C语言结构体

    c语言结构体就是java里面 的对象类差不多下面看看例子

    #include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>    
    /**
    c结构体 类似java的class  struct来声明c的结构体 
    结构体的大小大于等于结构体中每一变量的占字节数的和
     结构体的大小是最大的那个变量所占字节数的整数倍 
     C结构体中不能定义函数  
     
     函数指针的定义   返回值(*函数指针变量名字)(返回值); 
     -> 间接引用运算符   
    */
    void study(){
               printf("good good study!\n");
               }
     struct Student{
          int age;  //8
          int score;  // 4
          char sex;   //1
          void(*studypointer)();// 函数指针的定义 
          };
    main(){    
     stud stu = {18,100,'f'};
     stu.studypointer = &study;
     stu.studypointer();//调用结构体里面的方法
     struct Student* stuPointer = &stu;//结构体指针使用
     printf("*stuPointer.age = %d\n",(*stuPointer).age);
     (*stuPointer).sex ='m';//改变结构体的值
     printf("stu.sex = %c\n",stu.sex);
     printf("stuPointer->age = %d",stuPointer->age);//stuPointer->age 间接引用运算符   
     //printf("stu.age = %hd\n",stu.age);
     //printf("stu.score = %d\n",stu.score);
     //printf("stu.sex = %c\n",stu.sex);
    // printf("结构体student占%d个字节\n",sizeof(stu));
           system("pause"); 
           } 
    

    C语言的联合体

    #include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>    
    /**
    联合体占字节数取决于 其中成员 占内存空间最大的那一个 
    也称为共用体  一般用于内存比较小的机器  
    */
    union u{
          int num; //4
          double d; //8
          }
    main(){    
       union u u1;
       u1.num = 123;
       u1.d = 123.456;
       printf("union占%d个字节\n",sizeof(u1));
       printf("u1.num = %d\n",u1.num); //
           system("pause"); 
           } 
    

    C语言枚举

    #include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>    
    /**
    */
    enum weekday{
         MON=9, TUE, WEND,THUR,FRI,SAT,SUN
         };
    main(){    
       enum weekday day = MONe;
       printf("day= %d",day);
           system("pause"); 
           } 
    

    #define MON  1
    #define TUE   2
    #define WED  3
    #define THU   4
    #define FRI    5
    #define SAT   6
    #define SUN   7

    (1) 枚举型是一个集合,集合中的元素(枚举成员)是一些命名的整型常量,元素之间用逗号,隔开。

    (2) DAY是一个标识符,可以看成这个集合的名字,是一个可选项,即是可有可无的项。

    (3) 第一个枚举成员的默认值为整型的0,后续枚举成员的值在前一个成员上加1。

    (4) 可以人为设定枚举成员的值,从而自定义某个范围内的整数。

    (5) 枚举型是预处理指令#define的替代。

    (6) 类型定义以分号;结束。

     

    2. 使用枚举类型对变量进行声明

    新的数据类型定义完成后,它就可以使用了。我们已经见过最基本的数据类型,如:整型int, 单精度浮点型float, 双精度浮点型double, 字符型char, 短整型short等等。用这些基本数据类型声明变量通常是这样:

     

    char     a; //变量a的类型均为字符型char
    char     letter;
    int        x,
               y,
               z; //变量x,y和z的类型均为整型int
    int       number;
    double  m, n;
    double  result; //变量result的类型为双精度浮点型double

     

     

    既然枚举也是一种数据类型,那么它和基本数据类型一样也可以对变量进行声明。

    方法一:枚举类型的定义和变量的声明分开

    enum DAY
    {
          MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
    };
    
    
    
    enum DAY yesterday;
    enum DAY today;
    enum DAY tomorrow; //变量tomorrow的类型为枚举型enum DAY
    enum DAY good_day, bad_day; //变量good_day和bad_day的类型均为枚举型enum DAY

     

    方法二:类型定义与变量声明同时进行:

    
    enum //跟第一个定义不同的是,此处的标号DAY省略,这是允许的。
    {
        saturday,
        sunday = 0,
        monday,
        tuesday,
        wednesday,
        thursday,
        friday
    } workday; //变量workday的类型为枚举型enum DAYenum //跟第一个定义不
    
    
    
    enum week { Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri Sat, Sun} days; //变量days的类型为枚举型enum week
    
    
    
    enum BOOLEAN { false, true } end_flag, match_flag; //定义枚举类型并声明了两个枚举型变量

    方法三:用typedef关键字将枚举类型定义成别名,并利用该别名进行变量声明:

     

    typedef enum workday
    {
        saturday,
        sunday = 0,
        monday,
        tuesday,
        wednesday,
        thursday,
        friday
    } workday; //此处的workday为枚举型enum workday的别名
    
    
    
    workday today, tomorrow; //变量today和tomorrow的类型为枚举型workday,也即enum workday
    
    
    
    enum workday中的workday可以省略:
    
    typedef enum
    {
        saturday,
        sunday = 0,
        monday,
        tuesday,
        wednesday,
        thursday,
        friday
    } workday; //此处的workday为枚举型enum workday的别名
    
    workday today, tomorrow; //变量today和tomorrow的类型为枚举型workday,也即enum workday

     

     

    也可以用这种方式:

     

    typedef enum workday
    {
        saturday,
        sunday = 0,
        monday,
        tuesday,
        wednesday,
        thursday,
        friday
    };
    


    workday today, tomorrow; //变量today和tomorrow的类型为枚举型workday,也即enum workday

    注意:同一个程序中不能定义同名的枚举类型,不同的枚举类型中也不能存在同名的命名常量。错误示例如下所示:

     

     

     

    C语言自定义类型

    C语言自定义类型就是取别名

    #include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>    
    /**
    */
    typedef int i;
    main(){    
               i j = 123;
               printf("j = %d\n",j);
           system("pause"); 
           } 
    

     

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  • C语言指针详解

    千次阅读 多人点赞 2018-07-13 13:45:15
    然而,想要全面理解指针,除了要对C语言有熟练的掌握外,还要有计算机硬件以及操作系统等方方面面的基本知识。所以我想通过一篇文章来尽可能的讲解指针,以对得起这个文章的标题吧。 为什么需要指针?指针解决了一些...

    前言

    这不是我第一次写关于C指针的文章了,只是因为指针对于C来说太重要,而且随着自己编程经历越多,对指针的理解越多,因此有了本文。然而,想要全面理解指针,除了要对C语言有熟练的掌握外,还要有计算机硬件以及操作系统等方方面面的基本知识。所以我想通过一篇文章来尽可能的讲解指针,以对得起这个文章的标题吧。

     

    为什么需要指针?

    指针解决了一些编程中基本的问题。

    第一,指针的使用使得不同区域的代码可以轻易的共享内存数据。当然你也可以通过数据的复制达到相同的效果,但是这样往往效率不太好,因为诸如结构体等大型数据,占用的字节数多,复制很消耗性能。但使用指针就可以很好的避免这个问题,因为任何类型的指针占用的字节数都是一样的(根据平台不同,有4字节或者8字节或者其他可能)。
     
    第二,指针使得一些复杂的链接性的数据结构的构建成为可能,比如链表,链式二叉树等等。
     
    第三,有些操作必须使用指针。如操作申请的堆内存。还有:C语言中的一切函数调用中,值传递都是“按值传递”的,如果我们要在函数中修改被传递过来的对象,就必须通过这个对象的指针来完成。

    指针是什么?

    我们指知道:C语言中的数组是指 一类 类型,数组具体区分为  int 类型数组,double类型数组,char数组 等等。同样指针 这个概念也泛指 一类 数据类型,int指针类型,double指针类型,char指针类型等等。
    通常,我们用int类型保存一些整型的数据,如 int num = 97 , 我们也会用char来存储字符: char ch = 'a'。
    我们也必须知道:任何程序数据载入内存后,在内存都有他们的地址,这就是指针。而为了保存一个数据在内存中的地址,我们就需要指针变量。
    因此:指针是程序数据在内存中的地址,而指针变量是用来保存这些地址的变量。

     

     

    为什么程序中的数据会有自己的地址?

    弄清这个问题我们需要从操作系统的角度去认知内存。
    电脑维修师傅眼中的内存是这样的:内存在物理上是由一组DRAM芯片组成的。
     

    而作为一个程序员,我们不需要了解内存的物理结构,操作系统将RAM等硬件和软件结合起来,给程序员提供的一种对内存使用的抽象。,这种抽象机制使得程序使用的是虚拟存储器,而不是直接操作和使用真实存在的物理存储器。所有的虚拟地址形成的集合就是虚拟地址空间。 

    程序员眼中的内存应该是下面这样的。

    也就是说,内存是一个很大的,线性的字节数组(平坦寻址)。每一个字节都是固定的大小,由8个二进制位组成。最关键的是,每一个字节都有一个唯一的编号,编号从0开始,一直到最后一个字节。如上图中,这是一个256M的内存,他一共有256x1024x1024  = 268435456个字节,那么它的地址范围就是 0 ~268435455  。

     

    由于内存中的每一个字节都有一个唯一的编号,因此,在程序中使用的变量,常量,甚至数函数等数据,当他们被载入到内存中后,都有自己唯一的一个编号,这个编号就是这个数据的地址。指针就是这样形成的。

    下面用代码说明

    按 Ctrl+C 复制代码
    按 Ctrl+C 复制代码

    指针的值实质是内存单元(即字节)的编号,所以指针 单独从数值上看,也是整数,他们一般用16进制表示。指针的值(虚拟地址值)使用一个机器字的大小来存储,也就是说,对于一个机器字为w位的电脑而言,它的虚拟地址空间是0~2w - 1 ,程序最多能访问2w个字节。这就是为什么xp这种32位系统最大支持4GB内存的原因了。
    我们可以大致画出变量ch和num在内存模型中的存储。(假设 char占1个字节,int占4字节)
     

     

     变量和内存

     为了简单起见,这里就用上面例子中的  int num = 97 这个局部变量来分析变量在内存中的存储模型。

     
    已知:num的类型是int,占用了4个字节的内存空间,其值是97,地址是0028FF40。我们从以下几个方面去分析。
     
    1、内存的数据
         内存的数据就是变量的值对应的二进制,一切都是二进制。97的二进制是 : 00000000 00000000 00000000 0110000 , 但使用的小端模式存储时,低位数据存放在低地址,所以图中画的时候是倒过来的。
     
    2、内存数据的类型
         内存的数据类型决定了这个数据占用的字节数,以及计算机将如何解释这些字节。num的类型是int,因此将被解释为 一个整数。
     
    3、内存数据的名称
         内存的名称就是变量名。实质上,内存数据都是以地址来标识的,根本没有内存的名称这个说法,这只是高级语言提供的抽象机制 ,方便我们操作内存数据。而且在C语言中,并不是所有的内存数据都有名称,例如使用malloc申请的堆内存就没有。
     
    4、内存数据的地址
         如果一个类型占用的字节数大于1,则其变量的地址就是地址值最小的那个字节的地址。因此num的地址是 0028FF40。 内存的地址用于标识这个内存块。
     
    5、内存数据的生命周期
         num是main函数中的局部变量,因此当main函数被启动时,它被分配于栈内存上,当main执行结束时,消亡。    
    如果一个数据一直占用着他的内存,那么我们就说他是“活着的”,如果他占用的内存被回收了,则这个数据就“消亡了”。C语言中的程序数据会按照他们定义的位置,数据的种类,修饰的关键字等因素,决定他们的生命周期特性。实质上我们程序使用的内存会被逻辑上划分为:   栈区,堆区,静态数据区,方法区。不同的区域的数据有不同的生命周期。
         无论以后计算机硬件如何发展,内存容量都是有限的,因此清楚理解程序中每一个程序数据的生命周期是非常重要的。
         我会在以后的文章中再对C语言的内存管理做出介绍,敬请期待。
         

    指针变量 和 指向关系

    用来保存 指针 的变量,就是指针变量。如果指针变量p1保存了变量 num的地址,则就说:p1指向了变量num,也可以说p1指向了num所在的内存块 ,这种指向关系,在图中一般用 箭头表示。

     

    上图中,指针变量p1指向了num所在的内存块 ,即从地址0028FF40开始的4个byte 的内存块。

     

    定义指针变量
     
    C语言中,定义变量时,在变量名 前 写一个 * 星号,这个变量就变成了对应变量类型的指针变量。必要时要加( ) 来避免优先级的问题。
     
    引申:C语言中,定义变量时,在定义的最前面写上typedef ,那么这个变量名就成了一种类型,即这个类型的同义词。
    复制代码
    int a ; //int类型变量 a
    int *a ; //int* 变量a
    int arr[3]; //arr是包含3个int元素的数组
    int (* arr )[3]; //arr是一个指向包含3个int元素的数组的指针变量
    
    
    //-----------------各种类型的指针------------------------------
    
    int* p_int; //指向int类型变量的指针 
    
    double* p_double; //指向idouble类型变量的指针 
    
    struct Student *p_struct; //结构体类型的指针
    
    int(*p_func)(int,int); //指向返回类型为int,有2个int形参的函数的指针 
    
    int(*p_arr)[3]; //指向含有3个int元素的数组的指针 
    
    int** p_pointer; //指向 一个整形变量指针的指针
    复制代码

     

    取地址
    既然有了指针变量,那就得让他保存其它变量的地址,使用& 运算符取得一个变量的地址。
    复制代码
    int add(int a , int b)
    {
        return a + b;
    }
    
    int main(void)
    {
        int num = 97;
        float score = 10.00F;
        int arr[3] = {1,2,3};
    
        //-----------------------
    
        int* p_num = &num;
        float* p_score = &score;
        int (*p_arr)[3] = &arr;           
        int (*fp_add)(int ,int )  = add;  //p_add是指向函数add的函数指针
        return 0;
    }
    复制代码
     
    特殊的情况,他们并不一定需要使用&取地址:
    • 数组名的值就是这个数组的第一个元素的地址。
    • 函数名的值就是这个函数的地址。
    • 字符串字面值常量作为右值时,就是这个字符串对应的字符数组的名称,也就是这个字符串在内存中的地址。 
    复制代码
    int add(int a , int b){
        return a + b;
    }
    int main(void)
    {
        int arr[3] = {1,2,3};
        //-----------------------
        int* p_first = arr;
        int (*fp_add)(int ,int )  =  add;
        const char* msg = "Hello world";
        return 0;
    }
    复制代码
     
    解地址
    我们需要一个数据的指针变量干什么?当然使用通过它来操作(读/写)它指向的数据啦。对一个指针解地址,就可以取到这个内存数据,解地址 的写法,就是在指针的前面加一个*号。
    解指针的实质是:从指针指向的内存块中取出这个内存数据。
    复制代码
    int main(void)
    {
        int age = 19;
        int*p_age = &age;
        *p_age  = 20;  //通过指针修改指向的内存数据
    
        printf("age = %d\n",*p_age);   //通过指针读取指向的内存数据
        printf("age = %d\n",age);
    
        return 0;
    }
    复制代码
     
     
    指针之间的赋值
    指针赋值和int变量赋值一样,就是将地址的值拷贝给另外一个。指针之间的赋值是一种浅拷贝,是在多个编程单元之间共享内存数据的高效的方法。
    int* p1  = & num;
    int* p3 = p1;
    
    //通过指针 p1 、 p3 都可以对内存数据 num 进行读写,如果2个函数分别使用了p1 和p3,那么这2个函数就共享了数据num。

     

    空指针
    指向空,或者说不指向任何东西。在C语言中,我们让指针变量赋值为NULL表示一个空指针,而C语言中,NULL实质是 ((void*)0) ,  在C++中,NULL实质是0。
    换种说法:任何程序数据都不会存储在地址为0的内存块中,它是被操作系统预留的内存块。
     
    下面代码摘自 stdlib.h
    #ifdef __cplusplus
         #define NULL    0
    #else    
         #define NULL    ((void *)0)
    #endif

     

    坏指针
     
    指针变量的值是NULL,或者未知的地址值,或者是当前应用程序不可访问的地址值,这样的指针就是坏指针,不能对他们做解指针操作,否则程序会出现运行时错误,导致程序意外终止。
    任何一个指针变量在做 解地址操作前,都必须保证它指向的是有效的,可用的内存块,否则就会出错。坏指针是造成C语言Bug的最频繁的原因之一。
     
    下面的代码就是错误的示例。
    复制代码
    void opp()
    {
         int*p = NULL;
         *p = 10;      //Oops! 不能对NULL解地址
    }
    
    void foo()
    {
         int*p;
         *p = 10;      //Oops! 不能对一个未知的地址解地址
    }
    
    void bar()
    {
         int*p = (int*)1000; 
         *p =10;      //Oops!   不能对一个可能不属于本程序的内存的地址的指针解地址
    }
    复制代码

     

    指针的2个重要属性

    指针也是一种数据,指针变量也是一种变量,因此指针 这种数据也符合前面 变量和内存 主题中的特性。 这里我只想强调2个属性: 指针的类型,指针的值。

    复制代码
    int main(void)
    {
        int num = 97;
        int *p1  = &num;
        char* p2 = (char*)(&num);
    
        printf("%d\n",*p1);    //输出  97
        putchar(*p2);          //输出  a
        return 0;
    }
    复制代码

     

    指针的值:很好理解,如上面的num 变量 ,其地址的值就是0028FF40 ,因此 p1的值就是0028FF40。数据的地址用于在内存中定位和标识这个数据,因为任何2个内存不重叠的不同数据的地址都是不同的。
    指针的类型:指针的类型决定了这个指针指向的内存的字节数并如何解释这些字节信息。一般指针变量的类型要和它指向的数据的类型匹配。
     
     
    由于num的地址是0028FF40,因此p1  和  p2的值都是0028FF40
    *p1  :  将从地址0028FF40 开始解析,因为p1是int类型指针,int占4字节,因此向后连续取4个字节,并将这4个字节的二进制数据解析为一个整数 97。
    *p2  :  将从地址0028FF40 开始解析,因为p2是char类型指针,char占1字节,因此向后连续取1个字节,并将这1个字节的二进制数据解析为一个字符,即'a'。
     
    同样的地址,因为指针的类型不同,对它指向的内存的解释就不同,得到的就是不同的数据。
     
     
    void*类型指针 
    由于void是空类型,因此void*类型的指针只保存了指针的值,而丢失了类型信息,我们不知道他指向的数据是什么类型的,只指定这个数据在内存中的起始地址,如果想要完整的提取指向的数据,程序员就必须对这个指针做出正确的类型转换,然后再解指针。因为,编译器不允许直接对void*类型的指针做解指针操作。

     

    结构体和指针

    结构体指针有特殊的语法:  -> 符号 
    如果p是一个结构体指针,则可以使用 p ->【成员】 的方法访问结构体的成员
    复制代码
    typedef struct
    {
        char name[31];
        int age;
        float score;
    }Student;
    
    int main(void)
    {
        Student stu = {"Bob" , 19, 98.0};
        Student*ps = &stu;
    
        ps->age = 20;
        ps->score = 99.0;
        printf("name:%s age:%d\n",ps->name,ps->age);
        return 0;
    }
    复制代码

     

    数组和指针

     
    1、数组名作为右值的时候,就是第一个元素的地址。
    复制代码
    int main(void)
    {
        int arr[3] = {1,2,3};
     
        int*p_first = arr;
        printf("%d\n",*p_first);  //1
        return 0;
    }
    复制代码

     

    2、指向数组元素的指针 支持 递增 递减 运算。(实质上所有指针都支持递增递减 运算 ,但只有在数组中使用才是有意义的)

    复制代码
    int main(void)
    {
        int arr[3] = {1,2,3};
     
        int*p = arr;
        for(;p!=arr+3;p++){
            printf("%d\n",*p); 
        }
        return 0;
    }
    复制代码
    3、p= p+1 意思是,让p指向原来指向的内存块的下一个相邻的相同类型的内存块。
          同一个数组中,元素的指针之间可以做减法运算,此时,指针之差等于下标之差。
     
    4、p[n]    == *(p+n)
         p[n][m]  == *(  *(p+n)+ m )
     
    5、当对数组名使用sizeof时,返回的是整个数组占用的内存字节数。当把数组名赋值给一个指针后,再对指针使用sizeof运算符,返回的是指针的大小。
     
    这就是为什么我么将一个数组传递给一个函数时,需要另外用一个参数传递数组元素个数的原因了。
    复制代码
    int main(void)
    {
        int arr[3] = {1,2,3};
     
        int*p = arr;
        printf("sizeof(arr)=%d\n",sizeof(arr));  //sizeof(arr)=12
        printf("sizeof(p)=%d\n",sizeof(p));   //sizeof(p)=4
     
        return 0;
    }
    复制代码

     

     函数和指针

    函数的参数和指针
    C语言中,实参传递给形参,是按值传递的,也就是说,函数中的形参是实参的拷贝份,形参和实参只是在值上面一样,而不是同一个内存数据对象。这就意味着:这种数据传递是单向的,即从调用者传递给被调函数,而被调函数无法修改传递的参数达到回传的效果。
    复制代码
    void change(int a)
    {
        a++;      //在函数中改变的只是这个函数的局部变量a,而随着函数执行结束,a被销毁。age还是原来的age,纹丝不动。
    }
    int main(void)
    {
        int age = 19;
        change(age);
        printf("age = %d\n",age);   // age = 19
        return 0;
    }
    复制代码
     
    有时候我们可以使用函数的返回值来回传数据,在简单的情况下是可以的,但是如果返回值有其它用途(例如返回函数的执行状态量),或者要回传的数据不止一个,返回值就解决不了了。
     
    传递变量的指针可以轻松解决上述问题。
    复制代码
    void change(int* pa)
    {
        (*pa)++;   //因为传递的是age的地址,因此pa指向内存数据age。当在函数中对指针pa解地址时,
                   //会直接去内存中找到age这个数据,然后把它增1。
    }
    int main(void)
    {
        int age = 19;
        change(&age);
        printf("age = %d\n",age);   // age = 20
        return 0;
    }
    复制代码

     

    再来一个老生常谈的,用函数交换2个变量的值的例子:

    复制代码
    #include<stdio.h>
    void swap_bad(int a,int b);
    void swap_ok(int*pa,int*pb);
    
    int main()
    {
        int a = 5;
        int b = 3;
        swap_bad(a,b);       //Can`t swap;
        swap_ok(&a,&b);      //OK
        return 0;
    }
    
    //错误的写法
    void swap_bad(int a,int b)
    {
        int t;
        t=a;
        a=b;
        b=t;
    }
    
    //正确的写法:通过指针
    void swap_ok(int*pa,int*pb)
    {
        int t;
        t=*pa;
        *pa=*pb;
        *pb=t;
    }
    复制代码

     

     
    有的时候,我们通过指针传递数据给函数不是为了在函数中改变他指向的对象,相反,我们防止这个目标数据被改变。传递指针只是为了避免拷贝大型数据。
    考虑一个结构体类型Student。我们通过show函数输出Student变量的数据。

     

    复制代码
    typedef struct
    {
        char name[31];
        int age;
        float score;
    }Student;
    
    
    //打印Student变量信息
    void show(const Student * ps)
    {
        printf("name:%s , age:%d , score:%.2f\n",ps->name,ps->age,ps->score);   
    }
    复制代码
     
    我们只是在show函数中取读Student变量的信息,而不会去修改它,为了防止意外修改,我们使用了常量指针去约束。另外我们为什么要使用指针而不是直接传递Student变量呢?
    从定义的结构看出,Student变量的大小至少是39个字节,那么通过函数直接传递变量,实参赋值数据给形参需要拷贝至少39个字节的数据,极不高效。而传递变量的指针却快很多,因为在同一个平台下,无论什么类型的指针大小都是固定的:X86指针4字节,X64指针8字节,远远比一个Student结构体变量小。

     

    函数的指针
     
    每一个函数本身也是一种程序数据,一个函数包含了多条执行语句,它被编译后,实质上是多条机器指令的合集。在程序载入到内存后,函数的机器指令存放在一个特定的逻辑区域:代码区。既然是存放在内存中,那么函数也是有自己的指针的。
    C语言中,函数名作为右值时,就是这个函数的指针。

     

    复制代码
    void echo(const char *msg)
    {
        printf("%s",msg);
    }
    int main(void)
    {
        void(*p)(const char*) = echo;   //函数指针变量指向echo这个函数
    
        p("Hello ");      //通过函数的指针p调用函数,等价于echo("Hello ")
        echo("World\n");
        return 0;
    }
    复制代码

     

    const 和 指针

    const到底修饰谁?谁才是不变的?
     
    下面是我总结的经验,分享一下。

    如果const 后面是一个类型,则跳过最近的原子类型,修饰后面的数据。(原子类型是不可再分割的类型,如int, short , char,以及typedef包装后的类型)

    如果const后面就是一个数据,则直接修饰这个数据。
    复制代码
    int main()
    {
        int a = 1;
       
        int const *p1 = &a;        //const后面是*p1,实质是数据a,则修饰*p1,通过p1不能修改a的值
        const int*p2 =  &a;        //const后面是int类型,则跳过int ,修饰*p2, 效果同上
    
        int* const p3 = NULL;      //const后面是数据p3。也就是指针p3本身是const .
    
        const int* const p4 = &a;  // 通过p4不能改变a 的值,同时p4本身也是 const
        int const* const p5 = &a;  //效果同上
    
        return 0;
    
    }
    复制代码

     

    复制代码
    typedef int* pint_t;  //将 int* 类型 包装为 pint_t,则pint_t 现在是一个完整的原子类型
    
    int main()
    {
       
        int a  = 1;
        const pint_t p1 = &a;  //同样,const跳过类型pint_t,修饰p1,指针p1本身是const
        pint_t const p2 = &a;  //const 直接修饰p,同上
       
        return 0;
    
    }
    复制代码

     

    深拷贝和浅拷贝

    如果2个程序单元(例如2个函数)是通过拷贝 他们所共享的数据的 指针来工作的,这就是浅拷贝,因为真正要访问的数据并没有被拷贝。如果被访问的数据被拷贝了,在每个单元中都有自己的一份,对目标数据的操作相互 不受影响,则叫做深拷贝。

     

     

     

    附加知识

    指针和引用这个2个名词的区别。他们本质上来说是同样的东西。指针常用在C语言中,而引用,则用于诸如Java,C#等 在语言层面封装了对指针的直接操作的编程语言中。

    大端模式和小端模式
     
    1) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。个人PC常用,Intel X86处理器是小端模式。
    2) B i g-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。
     
    采用大端方式 进行数据存放符合人类的正常思维,而采用小端方式进行数据存放利于计算机处理。有些机器同时支持大端和小端模式,通过配置来设定实际的端模式。
     
    假如 short类型占用2个字节,且存储的地址为0x30。
    short a = 1;
     
    如下图:
     
     
     
    复制代码
     //测试机器使用的是否为小端模式。是,则返回true,否则返回false
    //这个方法判别的依据就是:C语言中一个对象的地址就是这个对象占用的字节中,地址值最小的那个字节的地址。
    bool isSmallIndain() { unsigned int val = 'A'; unsigned char* p = (unsigned char*)&val; //C/C++:对于多字节数据,取地址是取的数据对象的第一个字节的地址,也就是数据的低地址 return *p == 'A'; }
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