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  • 深入理解C语言指针

    万次阅读 多人点赞 2019-09-28 08:36:51
    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

    千次阅读 多人点赞 2018-03-30 22:19:08
    c语言指针学习指针只有两层含义,1:指向地址,2:指针有类型,类型是其指向的内存空间数据的类型,表示从首地址开始取多少字节。C语言相比于其他高级语言,不仅是运行速度快,而且还能够直接操作硬件,操作硬件就是...
    c语言指针学习
    指针只有两层含义,1:指向地址,2:指针有类型,类型是其指向的内存空间数据的类型,表示从首地址开始取多少字节。

    C语言相比于其他高级语言,不仅是运行速度快,而且还能够直接操作硬件,操作硬件就是依靠C语言指针这一强大功能实现的,学会C语言指针,就好像是武林高手打通了任督二脉,能大幅度提升编程能力。

    地址是个什么东西:计算机存储的数据都有一个唯一的地址,32位系统就是8位16进制数表示的。比如0x12345678就是计算机的一个地址。一位十六进制代表四位二进制,0x12345678转换成二进制就是0001-0010-0011-0100-0101-0110-0111- 1000而每八位二进制占一个字节。


    int *(*p(int))【3】   
    1. p与()结合(考虑优先级)      p是一个函数
    2. p(int)                                    函数有一个 整形变量
    3. *p(int)                                      函数返回值类型为指针
    4. *p(int)【3】                          指针指向一个数组
    5. *(*p(int))【3】                  数组里的元素都是指针
    6. int *(*p(int))【3】            指针指向的内容是int

    从最简单的指针再来理解一下
    int i=123
    int *p=&i
    上面的意思是pint *类型的指针,指向i的地址,指针类型代表从首地址开始取多少个类型字节的数据。

    int **ptr2    指向指针的指针,如果int*ptr1=&a,则*ptr1=a,*ptr2=ptr1,**ptr2=a。


    下面的两个函数,只有指针操作的swap函数2才能实现两个数的交换,第一个代码的swap函数只是在自己的函数空间里操作!并没有影响到主函数!
    void swap(int a,int b)
    {
        int tmp;
        tmp=a;
        a=b;
        b=tmp;
    }
    int main (void)
    {
      int a=10;
      int b=20;
      printf("a=%d b=%d\n",a,b);
      
      swap(a,b);
      
      printf("a=%d b=%d\n",a,b);
    }

    #include <stdio.h>
    void swap(int *,int *);
    void swap(int *p1,int *p2)
    {
    int tmp;
    tmp=*p1;
    *p1=*p2;
    *p2=tmp;
    }
    int main(void)
    {
    int a=10;
    int b=20;
    printf("a=%d b=%d\n",a,b);
    swap(&a,&b);
    printf("a=%d b=%d\n",a,b);
    }
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  • c语言指针

    千次阅读 2019-03-31 22:06:54
    //1什么是指针?2指针的数据类型形式?3指针的占几个字节?...//1答:指针指针变量,在c语言中专门存储系统分配的内存地址,我们可以通过这个地址找到 //内存分配的空间,从而进行对变量进行操作。 //2答...

    //1什么是指针?2指针的数据类型形式?3指针的占几个字节?5他们可以互换吗?
    //4整型指针变量和整形普通变量的区别?6指针类型和 指针所指向的类型区别?
    //7指针的本质?8指针取的地址?9指针每次位移几个位与和因素有关?10大端存储和小端存储区别?
    //1答:指针即指针变量,在c语言中专门存储系统分配的内存地址,我们可以通过这个地址找到
    //内存分配的空间,从而进行对变量进行操作。
    //2答:数据类型 + * + 变量 例如:int* p ,p为了存放int型变量的地址;char* p1
    //p1为了存放char型变量的地址,float* p2存放float类型的地址
    //3答:32bit程序占4个字节,64bit程序占是8个字节,向下兼容
    //4答:整形指针变量是存储 整形数值的地址,
    // 整形变量是存储 整形数值。
    //5答:他们不可以互换,我们不能对整形变量中找到的地址进行操作。
    //6答:去掉变量可以确定指针的类型,去掉变量和可以确定指针所指向的类型。
    //7答:
    +变量名
    //8答:指针取得地址是首字节的地址
    //9答:指针每个单位偏移的大小与指针指向的类型有关,例如int类型在64位程序中偏移4个字节,char类型在64位程序中偏移1个字节,与等号左边的值无关。
    //10答:大端存储:一般用于大型网络设备 IBM生产的芯片,如果数据是从小到大的排列,则内存小数存高位,大数存地位,但每位中的顺序不能,见例子999999小端存储:一般用于个人电脑,inter生产的芯片,如果数据是从小到大的排列,则内存存储是按大数村低位,小数存高位,但每位中的顺序不能变,见例子999999

    #include<stdio.h>
    int main ()
    {
    int h=10;
    int y;
    char x;
    int *a = &h;
    int i= &h;
    char *h1=&x;
    printf(“指针变量中所存的地址长度用十六进制表示的值 %p\n”,a);
    printf(" 普通变量中所存的地址长度用十六进制表示的值%p\n",i);
    printf(" 指针变量中所存的地址长度用十进制表示的值%d\n",a);
    printf(" 普通变量中所存的地址长度用十进制表示的值%d\n",i);

    printf("整形指针的大小 %d\n",sizeof(int *));  //整形指针的大小 8bit
    printf("*a所存的数据大小 %d\n",sizeof(*a));   //*a所存的数据大小 4bit
    printf("整形变量数据的大小%d\n",sizeof(a));   //整形变量数据的大小 8bit
    printf("char型指针的大小 %d\n",sizeof(char *)); //char型指针的大小 8bit
    printf("*h1所存的数据大小 %d\n",sizeof(*h1));   //*h1所存的数据大小 1bit
    printf("char形指针变量数据的大小 %d\n",sizeof(h1)); //char形指针变量数据的大小 8bit
    //将999999存储到整形变z里
    int z=1;
    char* p=&z;
    //999999转换为二进制为0000 0000  0000 1111 0100 0010 0011 11111
                                                              ?高位                              ?低位
    //通过指针偏移将每一位的值送入变量对应的每一位里,用win32程序执行为999999999
    //注意为什么使用char*  因为chari*可以每次移动1位,int*每次移动4位。
    //inter芯片为小端存储,数据高位存在内存低位中。
    * (p+3)=0x00;
    * (p+2)=0x0f;
    * (p+1)=0x42;
    * (p+0)=0x3f;
    printf("%d\n",p);
    

    return 0;
    }

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  • C语言指针相关知识理解以及总结

    千次阅读 多人点赞 2017-07-17 09:05:31
    C语言指针相关知识理解以及总结,什么是指针,关于*和&,指针变量运算,C语言数组指针(指向数组的指针),C语言字符串指针,二级指针,C语言指针数组,C语言与二维数组,函数指针,指针总结

    什么是指针

    计算机中所有的数据都必须放在内存中,不同类型的数据占用的字节数不一样,例如 int 占用4个字节,char 占用1个字节。为了正确地访问这些数据,必须为每个字节都编上号码,就像门牌号、身份证号一样,每个字节的编号是唯一的,根据编号可以准确地找到某个字节。


    我们将内存中字节的编号称为地址(Address)或指针(Pointer)。地址从 0 开始依次增加,对于 32 位环境,程序能够使用的内存为 4GB,最小的地址为 0,最大的地址为 0XFFFFFFFF。
     
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
        int a = 100;
        char str[20] = "hello";
        printf("%#X, %#X\n", &a, str);
        return 0;

    运行结果:
    0X28FF3C, 0X28FF10
    %#X表示以十六进制形式输出,并附带前缀0X。a 是一个变量,用来存放整数,需要在前面加&来获得它的地址;str 本身就表示字符串的首地址,不需要加&。


    一切都是地址

    C语言用变量来存储数据,用函数来定义一段可以重复使用的代码,它们最终都要放到内存中才能供 CPU 使用。
     
    数据和代码都以二进制的形式存储在内存中,计算机无法从格式上区分某块内存到底存储的是数据还是代码。当程序被加载到内存后,操作系统会给不同的内存块指定不同的权限,拥有读取和执行权限的内存块就是代码,而拥有读取和写入权限(也可能只有读取权限)的内存块就是数据。
     
    CPU 只能通过地址来取得内存中的代码和数据,程序在执行过程中会告知 CPU 要执行的代码以及要读写的数据的地址。如果程序不小心出错,或者开发者有意为之,在 CPU 要写入数据时给它一个代码区域的地址,就会发生内存访问错误。这种内存访问错误会被硬件和操作系统拦截,强制程序崩溃,程序员没有挽救的机会。
     
    CPU 访问内存时需要的是地址,而不是变量名和函数名!变量名和函数名只是地址的一种助记符,当源文件被编译和链接成可执行程序后,它们都会被替换成地址。编译和链接过程的一项重要任务就是找到这些名称所对应的地址。
    假设变量 a、b、c 在内存中的地址分别是 0X1000、0X2000、0X3000,那么加法运算c = a + b;将会被转换成类似下面的形式:
     0X3000 = (0X1000) + (0X2000);
    ( )表示取值操作,整个表达式的意思是,取出地址 0X1000 和 0X2000 上的值,将它们相加,把相加的结果赋值给地址为 0X3000 的内存
     
    变量名和函数名为我们提供了方便,让我们在编写代码的过程中可以使用易于阅读和理解的英文字符串,不用直接面对二进制地址,那场景简直让人崩溃。
     
    需要注意的是,虽然变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的,它们都是地址的助记符,但在编写代码的过程中,我们认为变量名表示的是数据本身,而函数名、字符串名和数组名表示的是代码块或数据块的首地址。

    C语言指针

    数据在内存中的地址也称为指针,如果一个变量存储了一份数据的指针,我们就称它为指针变量。
    在C语言中,允许用一个变量来存放指针,这种变量称为指针变量。指针变量的值就是某份数据的地址,这样的一份数据可以是数组、字符串、函数,也可以是另外的一个普通变量或指针变量。
    现在假设有一个 char 类型的变量 c,它存储了字符 'K'(ASCII码为十进制数 75),并占用了地址为 0X11A 的内存(地址通常用十六进制表示)。另外有一个指针变量 p,它的值为 0X11A,正好等于变量 c 的地址,这种情况我们就称 p 指向了 c,或者说 p 是指向变量 c 的指针。



    定义指针变量

    定义指针变量与定义普通变量非常类似,不过要在变量名前面加星号*,格式为:
    数据类型 * 变量名;       
    数据类型 * 变量名 = 值 ;
    *表示这是一个指针变量,数据类型表示该指针变量所指向的数据的类型 。例如:
    int *p1;
    p1 是一个指向 int 类型数据的指针变量,至于 p1 究竟指向哪一份数据,应该由赋予它的值决定。再如:
    int a = 100;
    int *p_a = &a;
    在定义指针变量 p_a 的同时对它进行初始化,并将变量 a 的地址赋予它,此时 p_a 就指向了 a。值得注意的是,p_a 需要的是一个地址,a 前面必须要加取地址符&,否则是不对的。
     
    和普通变量一样,指针变量也可以被多次写入,只要你想,随时都能够改变指针变量的值,请看下面的代码:
    //定义普通变量
    float a = 99.5, b = 10.6;
    char c = '@', d = '#';
    //定义指针变量
    float *p1 = &a;
    char *p2 = &c;
    //修改指针变量的值
    p1 = &b;
    p2 = &d;
    *是一个特殊符号,表明一个变量是指针变量,定义 p1、p2 时必须带*。而给 p1、p2 赋值时,因为已经知道了它是一个指针变量,就没必要多此一举再带上*,后边可以像使用普通变量一样来使用指针变量。也就是说,定义指针变量时必须带*,给指针变量赋值时不能带*。
    假设变量 a、b、c、d 的地址分别为 0X1000、0X1004、0X2000、0X2004,下面的示意图很好地反映了 p1、p2 指向的变化:


     需要强调的是,p1、p2 的类型分别是float*和char*,而不是float和char,它们是完全不同的数据类型,要引起注意。



     指针变量存储了数据的地址,通过指针变量能够获得该地址上的数据,格式为:
    *pointer;
    这里的*称为指针运算符,用来取得某个地址上的数据,请看下面的例子:
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
        int a = 15;
        int *p = &a;
        printf("%d, %d\n", a, *p);  //两种方式都可以输出a的值
        return 0;
    }
    运行结果:
    15, 15
    *p 代表的是 a 中的数据,它等价于 a,可以将另外的一份数据赋值给它,也可以将它赋值给另外的一个变量。
    *在不同的场景下有不同的作用:*可以用在指针变量的定义中,表明这是一个指针变量,以和普通变量区分开;使用指针变量时在前面加*表示获取指针指向的数据,或者说表示的是指针指向的数据本身。
    也就是说,定义指针变量时的*和使用指针变量时的*意义完全不同。以下面的语句为例:
    int *p = &a;
    *p = 100;
    第1行代码中*用来指明 p 是一个指针变量,第2行代码中*用来获取指针指向的数据。
    需要注意的是,给指针变量本身赋值时不能加*。修改上面的语句:
    int *p;
    p = &a;
    *p = 100;
    第2行代码中的 p 前面就不能加*。
     
    指针变量也可以出现在普通变量能出现的任何表达式中,例如:
    int x = 10;
    int y = 20;
    int *px = &x;
    int *py = &y;
    y = *px + 5;   //表示把x的内容加5并赋给y,*px+5相当于(*px)+5
    y = ++*px;    //px的内容加上1之后赋给y,++*px相当于++(*px)
    y = *px++;    //相当于y=*(px++)
    py = px;        //把一个指针的值赋给另一个指针


    通过指针交换两个变量的值。
    #include <stdio.h>
     int main()
    {
        int a = 100, b = 999, temp;
        int *pa = &a, *pb = &b;
        printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
        /*****开始交换*****/
        temp = *pa;     // 将a的值先保存起来
        *pa = *pb;      // 将b的值交给a
        *pb = temp;    //  再将保存起来的a的值交给b
        /*****结束交换*****/
        printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
        return 0;
    }
     运行结果:
    a=100, b=999
    a=999, b=100
    从运行结果可以看出,a、b 的值已经发生了交换。需要注意的是临时变量 temp,它的作用特别重要,因为执行*pa = *pb;语句后 a 的值会被 b 的值覆盖,如果不先将 a 的值保存起来以后就找不到了。

    关于*和&

    假设有一个 int 类型的变量 a,pa 是指向它的指针,那么*&a和&*pa分别是什么意思呢?
     
    *&a可以理解为*(&a),&a表示取变量 a 的地址(等价于 pa),*(&a)表示取这个地址上的数据(等价于 *pa),绕来绕去,又回到了原点,*&a仍然等价于 a。
     
    &*pa可以理解为&(*pa),*pa表示取得 pa 指向的数据(等价于 a),&(*pa)表示数据的地址(等价于 &a),所以&*pa等价于 pa。


    *总结

    假设有一个 int 类型的变量 a,pa 是指向它的指针,那么*&a和&*pa分别是什么意思呢?
     
    *&a可以理解为*(&a),&a表示取变量 a 的地址(等价于 pa),*(&a)表示取这个地址上的数据(等价于 *pa),绕来绕去,又回到了原点,*&a仍然等价于 a。
     
    &*pa可以理解为&(*pa),*pa表示取得 pa 指向的数据(等价于 a),&(*pa)表示数据的地址(等价于 &a),所以&*pa等价于 pa。

    指针变量运算


    指针变量保存的是地址,本质上是一个整数,可以进行部分运算,例如加法、减法、比较等,请看下面的代码:
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
        int    a = 10,   *pa = &a, *paa = &a;
        double b = 99.9, *pb = &b;
        char   c = '@',  *pc = &c;
        //最初的值
        printf("&a=%#X, &b=%#X, &c=%#X\n", &a, &b, &c);
        printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
        //加法运算
        pa++; pb++; pc++;
        printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
        //减法运算
        pa -= 2; pb -= 2; pc -= 2;
        printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
        //比较运算
        if(pa == paa){
            printf("%d\n", *paa);
        }else{
            printf("%d\n", *pa);
        }
        return 0;
    }
     
    运行结果:
    &a=0X28FF44, &b=0X28FF30, &c=0X28FF2B
    pa=0X28FF44, pb=0X28FF30, pc=0X28FF2B
    pa=0X28FF48, pb=0X28FF38, pc=0X28FF2C
    pa=0X28FF40, pb=0X28FF28, pc=0X28FF2A
    2686784
     
    从运算结果可以看出:pa、pb、pc 每次加 1,它们的地址分别增加 4、8、1,正好是 int、double、char 类型的长度;减 2 时,地址分别减少 8、16、2,正好是 int、double、char 类型长度的 2 倍。
     
    这很奇怪,指针变量加减运算的结果跟数据类型的长度有关,而不是简单地加 1 或减 1,这是为什么呢?
    以 a 和 pa 为例,a 的类型为 int,占用 4 个字节,pa 是指向 a 的指针,如下图所示:
     
     刚开始的时候,pa 指向 a 的开头,通过 *pa 读取数据时,从 pa 指向的位置向后移动 4 个字节,把这 4 个字节的内容作为要获取的数据,这 4 个字节也正好是变量 a 占用的内存。
     
     这个时候 pa 指向整数 a 的中间,*pa 使用的是红色虚线画出的 4 个字节,其中前 3 个是变量 a 的,后面 1 个是其它数据的,把它们“搅和”在一起显然没有实际的意义,取得的数据也会非常怪异。
    如果pa++;使得地址加 4 的话,正好能够完全跳过整数 a,指向它后面的内存,如下图所示:


     我们知道,数组中的所有元素在内存中是连续排列的,如果一个指针指向了数组中的某个元素,那么加 1 就表示指向下一个元素,减 1 就表示指向上一个元素,这样指针的加减运算就具有了现实的意义。
    不过C语言并没有规定变量的存储方式,如果连续定义多个变量,它们有可能是挨着的,也有可能是分散的,这取决于变量的类型、编译器的实现以及具体的编译模式,所以对于指向普通变量的指针,我们往往不进行加减运算,虽然编译器并不会报错,但这样做没有意义,因为不知道它后面指向的是什么数据。
     
    下面的例子是一个反面教材,警告不要尝试通过指针获取下一个变量的地址:
    #include <stdio.h>
    int main(){
        int a = 1, b = 2, c = 3;
        int *p = &c;
        int i;
        for(i=0; i<8; i++){
            printf("%d, ", *(p+i) );
        }
        return 0;
    }
    在 VS2010 Debug 模式下的运行结果为:
    3, -858993460, -858993460, 2, -858993460, -858993460, 1, -858993460,
    可以发现,变量 a、b、c 并不挨着,它们中间还参杂了别的辅助数据。
     指针变量除了可以参与加减运算,还可以参与比较运算。当对指针变量进行比较运算时,比较的是指针变量本身的值,也就是数据的地址。如果地址相等,那么两个指针就指向同一份数据,否则就指向不同的数据。
    上面的代码(第一个例子)在比较 pa 和 paa 的值时,pa 已经指向了 a 的上一份数据,所以它们不相等。而 a 的上一份数据又不知道是什么,所以会导致 printf() 输出一个没有意义的数,这正好印证了上面的观点,不要对指向普通变量的指针进行加减运算。
    另外需要说明的是,不能对指针变量进行乘法、除法、取余等其他运算,除了会发生语法错误,也没有实际的含义。

    C语言数组指针
    指向数组的指针

    数组(Array)是一系列具有相同类型的数据的集合,每一份数据叫做一个数组元素(Element)。数组中的所有元素在内存中是连续排列的,整个数组占用的是一块内存。以int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };为例,该数组在内存中的分布如下图所示:


    定义数组时,要给出数组名和数组长度,数组名可以认为是一个指针,它指向数组的第 0 个元素。在C语言中,我们将第 0 个元素的地址称为数组的首地址。以上面的数组为例,下图是 arr 的指向:


     数组名的本意是表示整个数组,也就是表示多份数据的集合,但在使用过程中经常会转换为指向数组第 0 个元素的指针,所以上面使用了“认为”一词,表示数组名和数组首地址并不总是等价。初学者可以暂时忽略这个细节,把数组名当做指向第 0 个元素的指针使用即可
    下面的例子演示了如何以指针的方式遍历数组元素:
     #include <stdio.h>
    int main()
    {
        int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
        int len = sizeof(arr) / sizeof(int);  //求数组长度
        int i;
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%d  ", *(arr+i) );  //*(arr+i)等价于arr[i]
        }
        printf("\n");
        return 0;
    }
    运行结果:
    99  15  100  888  252
    第 4 行代码用来求数组的长度,sizeof(arr) 会获得整个数组所占用的字节数,sizeof(int) 会获得一个数组元素所占用的字节数,它们相除的结果就是数组包含的元素个数,也即数组长度。
     
    第 8 行代码中我们使用了*(arr+i)这个表达式,arr 是数组名,指向数组的第 0 个元素,表示数组首地址, arr+i 指向数组的第 i 个元素,*(arr+i) 表示取第 i 个元素的数据,它等价于 arr[i]。
     
    arr 是int*类型的指针,每次加 1 时它自身的值会增加 sizeof(int),加 i 时自身的值会增加 sizeof(int) * i,这在 指针变量的运算 中已经进行了详细讲解。
     
    我们也可以定义一个指向数组的指针,例如:
     int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
    int *p = arr;
    arr 本身就是一个指针,可以直接赋值给指针变量 p。arr 是数组第 0 个元素的地址,所以int *p = arr;也可以写作int *p = &arr[0];。也就是说,arr、p、&arr[0] 这三种写法都是等价的,它们都指向数组第 0 个元素,或者说指向数组的开头。
    再强调一遍,“arr 本身就是一个指针”这种表述并不准确,严格来说应该是“arr 被转换成了一个指针”。这里请大家先忽略这个细节
     
    如果一个指针指向了数组,我们就称它为数组指针(Array Pointer)。
    数组指针指向的是数组中的一个具体元素,而不是整个数组,所以数组指针的类型和数组元素的类型有关,上面的例子中,p 指向的数组元素是 int 类型,所以 p 的类型必须也是int *。
    反过来想,p 并不知道它指向的是一个数组,p 只知道它指向的是一个整数,究竟如何使用 p 取决于程序员的编码。
    更改上面的代码,使用数组指针来遍历数组元素:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
        int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);
     
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%d  ", *(p+i) );
        }
        printf("\n");
        return 0;
    }
    数组在内存中只是数组元素的简单排列,没有开始和结束标志,在求数组的长度时不能使用sizeof(p) / sizeof(int),因为 p 只是一个指向 int 类型的指针,编译器并不知道它指向的到底是一个整数还是一系列整数(数组),所以 sizeof(p) 求得的是 p 这个指针变量本身所占用的字节数,而不是整个数组占用的字节数。
     也就是说,根据数组指针不能逆推出整个数组元素的个数,以及数组从哪里开始、到哪里结束等信息。不像字符串,数组本身也没有特定的结束标志,如果不知道数组的长度,那么就无法遍历整个数组。
     
    上节我们讲到,对指针变量进行加法和减法运算时,是根据数据类型的长度来计算的。如果一个指针变量 p 指向了数组的开头,那么 p+i 就指向数组的第 i 个元素;如果 p 指向了数组的第 n 个元素,那么 p+i 就是指向第 n+i 个元素;而不管 p 指向了数组的第几个元素,p+1 总是指向下一个元素,p-1 也总是指向上一个元素。
     
     更改上面的代码,让 p 指向数组中的第二个元素:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
        int *p = &arr[2];  //也可以写作 int *p = arr + 2;
     
        printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", *(p-2), *(p-1), *p, *(p+1), *(p+2) );
        return 0;
    }
    运行结果:
    99, 15, 100, 888, 252
     
    引入数组指针后,我们就有两种方案来访问数组元素了,一种是使用下标,另外一种是使用指针。
    1) 使用下标
    也就是采用 arr[i] 的形式访问数组元素。如果 p 是指向数组 arr 的指针,那么也可以使用 p[i] 来访问数组元素,它等价于 arr[i]。
    2) 使用指针
    也就是使用 *(p+i) 的形式访问数组元素。另外数组名本身也是指针,也可以使用 *(arr+i) 来访问数组元素,它等价于 *(p+i)。
     
    不管是数组名还是数组指针,都可以使用上面的两种方式来访问数组元素。不同的是,数组名是常量,它的值不能改变,而数组指针是变量(除非特别指明它是常量),它的值可以任意改变。也就是说,数组名只能指向数组的开头,而数组指针可以先指向数组开头,再指向其他元素。
     
    更改上面的代码,借助自增运算符来遍历数组元素:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        int arr[] = { 99, 15, 100, 888, 252 };
        int i, *p = arr, len = sizeof(arr) / sizeof(int);
     
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%d  ", *(p++) );
        }
        printf("\n");
        return 0;
    }
     
    运行结果:
    99  15  100  888  252
    第 8 行代码中,*p++ 应该理解为 *(p++),每次循环都会改变 p 的值(p++ 使得 p 自身的值增加),以使 p 指向下一个数组元素。该语句不能写为 *arr++,因为 arr 是常量,而 arr++ 会改变它的值,这显然是错误的。

    假设 p 是指向数组 arr 中第 n 个元素的指针,那么 *p++、*++p、(*p)++ 分别是什么意思呢?
     
    *p++ 等价于 *(p++),表示先取得第 n 个元素的值,再将 p 指向下一个元素,上面已经进行了详细讲解。
     
    *++p 等价于 *(++p),会先进行 ++p 运算,使得 p 的值增加,指向下一个元素,整体上相当于 *(p+1),所以会获得第 n+1 个数组元素的值。
     
    (*p)++ 就非常简单了,会先取得第 n 个元素的值,再对该元素的值加 1。假设 p 指向第 0  个元素,并且第 0 个元素的值为 99,执行完该语句后,第 0  个元素的值就会变为 100。


    字符串指针

    C语言中没有特定的字符串类型,我们通常是将字符串放在一个字符数组中,这里再来演示一下:
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    int main(){
        char str[] = "hello";
        int len = strlen(str), i;
        //直接输出字符串
        printf("%s\n", str);
        //每次输出一个字符
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%c", str[i]);
        }
        printf("\n");
        return 0;

    运行结果:
    hello
    hello
    字符数组归根结底还是一个数组,上节讲到的关于指针和数组的规则同样也适用于字符数组。更改上面的代码,使用指针的方式来输出字符串:
    #include <stdio.h>
    int main(){
        char str[] = "hello";
        char *pstr = str;
        int len = strlen(str), i;
     
        //使用*(pstr+i)
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%c", *(pstr+i));
        }
        printf("\n");
        //使用pstr[i]
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%c", pstr[i]);
        }
        printf("\n");
        //使用*(str+i)
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%c", *(str+i));
        }
        printf("\n");
     
        return 0;
    }
     运行结果:
    hello
    hello
    hello
    除了字符数组,C语言还支持另外一种表示字符串的方法,就是直接使用一个指针指向字符串,例如:
     char *str = "hello";
    或者:
    char *str;
    str = "hello";
    字符串中的所有字符在内存中是连续排列的,str 指向的是字符串的第 0 个字符;我们通常将第 0  个字符的地址称为字符串的首地址。字符串中每个字符的类型都是char,所以 str 的类型也必须是char *。
    下面的例子演示了如何输出这种字符串:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        char *str = "hello";
        int len = strlen(str), i;
       
        //直接输出字符串
        printf("%s\n", str);
        //使用*(str+i)
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%c", *(str+i));
        }
        printf("\n");
        //使用str[i]
        for(i=0; i<len; i++){
            printf("%c", str[i]);
        }
        printf("\n");
     
        return 0;
    }
    运行结果:
    hello
    hello
    hello
    这一切看起来和字符数组是多么地相似,它们都可以使用%s输出整个字符串,都可以使用*或[ ]获取单个字符,这两种表示字符串的方式是不是就没有区别了呢?
    有!它们最根本的区别是在内存中的存储区域不一样,字符数组存储在全局数据区或栈区,第二种形式的字符串存储在常量区。全局数据区和栈区的字符串(也包括其他数据)有读取和写入的权限,而常量区的字符串(也包括其他数据)只有读取权限,没有写入权限。
    内存权限的不同导致的一个明显结果就是,字符数组在定义后可以读取和修改每个字符,而对于第二种形式的字符串,一旦被定义后就只能读取不能修改,任何对它的赋值都是错误的。
    我们将第二种形式的字符串称为字符串常量,意思很明显,常量只能读取不能写入。请看下面的演示:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        char *str = "Hello World!";
        str = "I love C!";  //正确
        str[3] = 'P';  //错误
     
        return 0;
    }
    这段代码能够正常编译和链接,但在运行时会出现段错误(Segment Fault)或者写入位置错误。
    第4行代码是正确的,可以更改指针变量本身的指向;第3行代码是错误的,不能修改字符串中的字符。
     
    到底使用字符数组还是字符串常量
     在编程过程中如果只涉及到对字符串的读取,那么字符数组和字符串常量都能够满足要求;如果有写入(修改)操作,那么只能使用字符数组,不能使用字符串常量。
     
    获取用户输入的字符串就是一个典型的写入操作,只能使用字符数组,不能使用字符串常量,请看下面的代码:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        char str[30];
        char * ptr;
        gets(ptr);   // 错误
        gets(str);
        printf("%s\n", str);
     
        return 0;
    }
    运行结果:
    C C++ Java Python JavaScript
    C C++ Java Python JavaScript
    最后我们来总结一下,C语言有两种表示字符串的方法,一种是字符数组,另一种是字符串常量,它们在内存中的存储位置不同,使得字符数组可以读取和修改,而字符串常量只能读取不能修改。
     


    二级指针

    指针可以指向一份普通类型的数据,例如 int、double、char 等,也可以指向一份指针类型的数据,例如 int *、double *、char * 等。
    如果一个指针指向的是另外一个指针,我们就称它为二级指针,或者指向指针的指针。
    假设有一个 int 类型的变量 a,p1是指向 a 的指针变量,p2 又是指向 p1 的指针变量,它们的关系如下图所示:


    将这种关系转换为C语言代码:
    int a =100;
    int *p1 = &a;
    int **p2 = &p1;
    指针变量也是一种变量,也会占用存储空间,也可以使用&获取它的地址。C语言不限制指针的级数,每增加一级指针,在定义指针变量时就得增加一个星号*。p1 是一级指针,指向普通类型的数据,定义时有一个*;p2 是二级指针,指向一级指针 p1,定义时有两个*。
     
    如果我们希望再定义一个三级指针 p3,让它指向 p2,那么可以这样写:
    int ***p3 = &p2;
    四级指针也是类似的道理:
     int ****p4 = &p3;
    实际开发中会经常使用一级指针和二级指针,几乎用不到高级指针。
    想要获取指针指向的数据时,一级指针加一个*,二级指针加两个*,三级指针加三个*,以此类推,请看代码:
    #include <stdio.h>
    int main(){
        int a =100;
        int *p1 = &a;
        int **p2 = &p1;
        int ***p3 = &p2;
     
        printf("%d, %d, %d, %d\n", a, *p1, **p2, ***p3);
        printf("&p2 = %#X, p3 = %#X\n", &p2, p3);
        printf("&p1 = %#X, p2 = %#X, *p3 = %#X\n", &p1, p2, *p3);
        printf(" &a = %#X, p1 = %#X, *p2 = %#X, **p3 = %#X\n", &a, p1, *p2, **p3);
        return 0;
    }
    运行结果:
    100, 100, 100, 100
    &p2 = 0X28FF3C, p3 = 0X28FF3C
    &p1 = 0X28FF40, p2 = 0X28FF40, *p3 = 0X28FF40
     &a = 0X28FF44, p1 = 0X28FF44, *p2 = 0X28FF44, **p3 = 0X28FF44
    以三级指针 p3 为例来分析上面的代码。***p3等价于*(*(*p3))。*p3 得到的是 p2 的值,也即 p1 的地址;*(*p3) 得到的是 p1 的值,也即 a 的地址;经过三次“取值”操作后,*(*(*p3)) 得到的才是 a 的值。
    假设 a、p1、p2、p3 的地址分别是 0X00A0、0X1000、0X2000、0X3000,它们之间的关系可以用下图来描述:


    方框里面是变量本身的值,方框下面是变量的地址。
     

    c语言指针数组

    如果一个数组中的所有元素保存的都是指针,那么我们就称它为指针数组。指针数组的定义形式一般为:
     dataType *arrayName[length];
    [ ]的优先级高于*,该定义形式应该理解为:
    dataType *(arrayName[length]);
    括号里面说明arrayName是一个数组,包含了length个元素,括号外面说明每个元素的类型为dataType *。
     
    除了每个元素的数据类型不同,指针数组和普通数组在其他方面都是一样的,下面是一个简单的例子:
     #include <stdio.h>
    int main(){
        int a = 16, b = 932, c = 100;
        //定义一个指针数组
        int *arr[3] = {&a, &b, &c};//也可以不指定长度,直接写作 int *arr[]
        //定义一个指向指针数组的指针
        int **parr = arr;
        printf("%d, %d, %d\n", *arr[0], *arr[1], *arr[2]);
        printf("%d, %d, %d\n", **(parr+0), **(parr+1), **(parr+2));
     
        return 0;
    }
    运行结果:
    16, 932, 100
    16, 932, 100
     
    arr 是一个指针数组,它包含了 3 个元素,每个元素都是一个指针,在定义 arr 的同时,我们使用变量 a、b、c 的地址对它进行了初始化,这和普通数组是多么地类似。
     
    parr 是指向数组 arr 的指针,确切地说是指向 arr 第 0 个元素的指针,它的定义形式应该理解为int *(*parr),括号中的*表示 parr 是一个指针,括号外面的int *表示 parr 指向的数据的类型。arr 第一个元素的类型为 int *,所以在定义 parr 时要加两个 *。
     
    第一个 printf() 语句中,arr[i] 表示获取第 i 个元素的值,该元素是一个指针,还需要在前面增加一个 * 才能取得它指向的数据,也即 *arr[i] 的形式。
     
    第二个 printf() 语句中,parr+i 表示第 i 个元素的地址,*(parr+i) 表示获取第 i 个元素的值(该元素是一个指针),**(parr+i) 表示获取第 i 个元素指向的数据。
     
    指针数组还可以和字符串数组结合使用,请看下面的例子:
    #include <stdio.h>
    int main(){
        char *str[3] = {
            "helloworld!",   // 12
            "I love c",       // 9
            "C Language"  // 11
        };
        printf("%s\n%s\n%s\n", str[0], str[1], str[2]);
        return 0;
    }
    32
    运行结果:
    helloworld
    I love c
    C Language
     
    需要注意的是,字符数组 str 中存放的是字符串的首地址,不是字符串本身,字符串本身位于其他的内存区域,和字符数组是分开的。
     
    也只有当指针数组中每个元素的类型都是char *时,才能像上面那样给指针数组赋值,其他类型不行。
     
    为了便于理解,可以将上面的字符串数组改成下面的形式,它们都是等价的。 
    #include <stdio.h>
    int main(){
        char *str0 = "c.biancheng.net";
        char *str1 = "I love c";
        char *str2 = "C Language";
        char *str[3] = {str0, str1, str2};
        printf("%s\n%s\n%s\n", str[0], str[1], str[2]);
        return 0;
    }

     C语言与二维数组

    二维数组在概念上是二维的,有行和列,但在内存中所有的数组元素都是连续排列的,它们之间没有“缝隙”。以下面的二维数组 a 为例:
     int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };
    从概念上理解,a 的分布像一个矩阵:
    0   1   2   3
    4   5   6   7
    8   9  10  11
    但在内存中,a 的分布是一维线性的,整个数组占用一块连续的内存:


    C语言中的二维数组是按行排列的,也就是先存放 a[0] 行,再存放 a[1] 行,最后存放 a[2] 行;每行中的 4 个元素也是依次存放。数组 a 为 int 类型,每个元素占用 4 个字节,整个数组共占用 4×(3×4) = 48 个字节。
     
    C语言允许把一个二维数组分解成多个一维数组来处理。对于数组 a,它可以分解成三个一维数组,即 a[0]、a[1]、a[2]。每一个一维数组又包含了 4 个元素,例如 a[0] 包含 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。
     
    假设数组 a 中第 0 个元素的地址为 1000,那么每个一维数组的首地址如下图所示:


    为了更好的理解指针和二维数组的关系,我们先来定义一个指向 a 的指针变量 p: 
    int (*p)[4] = a;
    括号中的*表明 p 是一个指针,它指向一个数组,数组的类型为int [4],这正是 a 所包含的每个一维数组的类型。
    [ ]的优先级高于*,( )是必须要加的,如果赤裸裸地写作int *p[4],那么应该理解为int *(p[4]),p 就成了一个指针数组,而不是二维数组指针,这在 C语言指针数组 中已经讲到。
     对指针进行加法(减法)运算时,它前进(后退)的步长与它指向的数据类型有关,p 指向的数据类型是int [4],那么p+1就前进 4×4 = 16 个字节,p-1就后退 16 个字节,这正好是数组 a 所包含的每个一维数组的长度。也就是说,p+1会使得指针指向二维数组的下一行,p-1会使得指针指向数组的上一行。
     
    数组名 a 在表达式中也会被转换为和 p 等价的指针!
     
    下面我们就来探索一下如何使用指针 p 来访问二维数组中的每个元素。按照上面的定义:
    1) p指向数组 a 的开头,也即第 0 行;p+1前进一行,指向第 1 行。
    2) *(p+1)表示取地址上的数据,也就是整个第 1 行数据。注意是一行数据,是多个数据,不是第 1 行中的第 0 个元素,下面的运行结果有力地证明了这一点:
    #include <stdio.h>
    int main(){
        int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };
        int (*p)[4] = a;
        printf("%d\n", sizeof(*(p+1)));
     
        return 0;
    }
    运行结果:
    16
     
    3) *(p+1)+1表示第 1 行第 1 个元素的地址。如何理解呢?
    *(p+1)单独使用时表示的是第 1 行数据,放在表达式中会被转换为第 1 行数据的首地址,也就是第 1 行第 0 个元素的地址,因为使用整行数据没有实际的含义,编译器遇到这种情况都会转换为指向该行第 0 个元素的指针;就像一维数组的名字,在定义时或者和 sizeof、& 一起使用时才表示整个数组,出现在表达式中就会被转换为指向数组第 0 个元素的指针。
     
    4) *(*(p+1)+1)表示第 1 行第 1 个元素的值。很明显,增加一个 * 表示取地址上的数据。
    根据上面的结论,可以很容易推出以下的等价关系:
    a+i == p+i
    a[i] == p[i] == *(a+i) == *(p+i)
    a[i][j] == p[i][j] == *(a[i]+j) == *(p[i]+j) == *(*(a+i)+j) == *(*(p+i)+j)
     
     #include <stdio.h>
    int main(){
        int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
        int(*p)[4];
        int i,j;
        p=a;
        for(i=0; i<3; i++){
            for(j=0; j<4; j++) printf("%2d  ",*(*(p+i)+j));
            printf("\n");
        }
     
        return 0;
    }
    运行结果:
     0   1   2   3
     4   5   6   7
     8   9  10  11
     
    指针数组和二维数组指针的区别
     
    指针数组和二维数组指针在定义时非常相似,只是括号的位置不同:
    int *(p1[5]);  //指针数组,可以去掉括号直接写作 int *p1[5];
    int (*p2)[5];  //二维数组指针,不能去掉括号
    指针数组和二维数组指针有着本质上的区别:指针数组是一个数组,只是每个元素保存的都是指针,以上面的 p1 为例,在32位环境下它占用 4×5 = 20 个字节的内存。二维数组指针是一个指针,它指向一个二维数组,以上面的 p2 为例,它占用 4 个字节的内存。


    函数指针


    一个函数总是占用一段连续的内存区域,函数名在表达式中有时也会被转换为该函数所在内存区域的首地址,这和数组名非常类似。我们可以把函数的这个首地址(或称入口地址)赋予一个指针变量,使指针变量指向函数所在的内存区域,然后通过指针变量就可以找到并调用该函数。这种指针就是函数指针。
     
    函数指针的定义形式为:
    returnType (*pointerName)(param list);
    returnType 为函数返回值类型,pointerNmae 为指针名称,param list 为函数参数列表。参数列表中可以同时给出参数的类型和名称,也可以只给出参数的类型,省略参数的名称,这一点和函数原型非常类似。
     
    注意( )的优先级高于*,第一个括号不能省略,如果写作returnType *pointerName(param list);就成了函数原型,它表明函数的返回值类型为returnType *。
    #include <stdio.h>
     
    //返回两个数中较大的一个
    int max(int a, int b){
        return a>b ? a : b;
    }
     
    int main(){
        int x, y, maxval;
        //定义函数指针
        int (*pmax)(int, int) = max;  //也可以写作int (*pmax)(int a, int b)
        printf("Input two numbers:");
        scanf("%d %d", &x, &y);
        maxval = (*pmax)(x, y);
        printf("Max value: %d\n", maxval);
     
        return 0;
    }
    运行结果:
    Input two numbers:10 50↙
    Max value: 50
     
    第 14 行代码对函数进行了调用。pmax 是一个函数指针,在前面加 * 就表示对它指向的函数进行调用。注意( )的优先级高于*,第一个括号不能省略。


    指针总结


    指针(Pointer)就是内存的地址,C语言允许用一个变量来存放指针,这种变量称为指针变量。指针变量可以存放基本类型数据的地址,也可以存放数组、函数以及其他指针变量的地址。
     
    程序在运行过程中需要的是数据和指令的地址,变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的,它们都是地址的助记符:在编写代码的过程中,我们认为变量名表示的是数据本身,而函数名、字符串名和数组名表示的是代码块或数据块的首地址;程序被编译和链接后,这些名字都会消失,取而代之的是它们对应的地址。


    1) 指针变量可以进行加减运算,例如p++、p+i、p-=i。指针变量的加减运算并不是简单的加上或减去一个整数,而是跟指针指向的数据类型有关。
     
    2) 给指针变量赋值时,要将一份数据的地址赋给它,不能直接赋给一个整数,例如int *p = 1000;是没有意义的,使用过程中一般会导致程序崩溃。
     
    3) 使用指针变量之前一定要初始化,否则就不能确定指针指向哪里,如果它指向的内存没有使用权限,程序就崩溃了。对于暂时没有指向的指针,建议赋值NULL。
     
    4) 两个指针变量可以相减。如果两个指针变量指向同一个数组中的某个元素,那么相减的结果就是两个指针之间的元素个数。
     
    5) 数组也是有类型的,数组名的本意是表示一组类型相同的数据。在定义数组时,或者和 sizeof、& 运算符一起使用时数组名才表示整个数组,表达式中的数组名会被转换为一个指向数组首地址的指针。
     


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  • 对于C语言指针的理解

    千次阅读 多人点赞 2019-02-17 17:57:35
    对于C语言指针的理解 学习c语言中最难得部分就是指针了 指针是什么? 指针本身是一个变量,它存储的是数据在内存中的地址而不是数据本身的值。它的定义如下: 指针的形式: 类型 *变量名 比如int *p就是一个整型的...
  • C语言指针描述(一篇全部透C指针)

    千次阅读 多人点赞 2018-08-11 23:10:40
    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语言指针精讲---讲师指导一步到位

    千人学习 2017-11-20 22:49:03
    围绕企业真实面试题,以面试题为引导,以点带面详解c语言的指针模块,贯穿c语言指针的全部内容。适合有一定c语言基础的同学进阶,也可以作为面试前的准备或考试前的准备。
  • 深入理解C语言指针类型

    千次阅读 多人点赞 2018-05-24 15:01:46
    C语言指针类型
  • 初入c语言指针

    2019-11-29 23:52:07
    初入c语言指针 文章目录初入c语言指针获取地址(查找地址&运算符)取地址值(索引值,间接运算符*)指针变量指针的声明指针在函数中通信 #3 初入指针 获取地址(查找地址&运算符) 如果a是一个变量名,&...
  • 精通C语言指针

    千人学习 2017-09-06 19:22:18
    指针被誉为C语言的精髓、C本质上是加了一层语法糖的汇编,引进当时先进的函数,保留了汇编强大的地址直接访问功能 —— 指针,使其高效灵活。本课程是黄强老师对于指针的一次专题讲解,相信能给大家带来收获!
  • C语言指针详解,通俗易懂,把指针描述的很清楚,看完基本有概念!
  •   C语言指针基础知识点(一)–指针及指针变量   C语言指针基础知识点(二)–指针变量的引用   C语言指针基础知识点(三)–指针变量作为函数参数   C语言指针基础知识点(四)–通过指针引用数组   C语言指针...
  •   C语言指针基础知识点(一)–指针及指针变量   C语言指针基础知识点(二)–指针变量的引用   C语言指针基础知识点(三)–指针变量作为函数参数   C语言指针基础知识点(四)–通过指针引用数组   C语言指针...
  • c语言指针的大小

    2020-02-23 13:04:27
    在不同的系统中,C语言指针的大小是不同的。 在32位系统(即x86)中,指针的大小为4字节。 在64位系统(即x64)中,指针的大小为8字节。 想要输出变量或指针的大小,我们可以采用printf("%d",sizeof()) 语句。 下面...
  • C语言指针,你都了解了吗?

    千次阅读 多人点赞 2017-01-11 11:35:01
    1、C语言指针的核心知识点 2、处理指针相关问题的万能措施—-内存分配图 3、C语言的指针是如何过渡到Java中的引用的最近一段时间一直在学习C语言的指针,也算是颇有心得吧,虽然从网上看了几篇关于指针的博文,...
  • C语言指针实现逆序输出数组元素

    千次阅读 2020-07-16 11:08:13
    C语言指针实现逆序输出数组元素 C语言指针实现逆序输出数组元素 实验平台:codeBlocks #include <stdio.h> #include <stdlib.h> //逆序输出函数 void swap(int *p, int m); int main() { int a[10], ...
  • Java引用与C语言指针区别

    千次阅读 2019-04-08 17:38:07
    引用不可以计算而指针可以计算,C语言指针更加灵活,也容易产生内存泄漏问题。 Java中的引用由于受到封装可以不用关心细节,而C语言的指针本质上就是一个int变量。 Java引用类型的初始值是null,而C语言指针的初始值...
  • 关于C语言指针

    2013-03-07 11:05:40
    指针是C语言的一种“语言机制“,它导致的差别在于如果用的一般,指针就是一种普通的工具,仅仅在给函数传地址改变实参, 数组的定位本质是指针,而如果C语言指针用的好的话,C语言就会是另外一种语言。  那会是一...
  • C语言指针数组介绍,定义指针数组,输入输出指针数组 1、什么是指针数组; (1)数组里面的每一个元素不是值而是值,而是指针。 (2)把很多的指针集合在一起,就是一个指针数组 2、定义一个指针数组: ***(p+1) ...
  • C语言指针操作

    千次阅读 2014-04-05 12:52:35
    原创:C语言指针操作 作者:MilkCu 摘要:指针是C语言的核心,也是一个普通变量,存储的是内存中的地址。在存储空间的分配中,一种常遵循的理念是,由用户管理存储空间以及与存储空间相关的实际的数据结构,而数据...

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