C语言--指针

文章目录

  • 指针
      • 指针是什么?
      • 指针和指针类型
      • 指针的加减
      • 指针的解引用
      • 野指针
      • 指针和数组
  • 总结


指针


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。
更好的理解是“指针是内存地址的编号”。

int main()
{
 int a = 10;//在内存中开辟一块空间
 int *p = &a;//这里我们对变量a,取出它的地址,可以使用&操作符。
      return 0;
}          //将a的地址存放在p变量中,p就是一个指针变量。

总结:指针是存放地址的变量
指针的大小:在32位操作系统中是4个字节,在64位操作系统中是8字节

指针和指针类型

要将&a(a的地址)保存到p中,我们知道p就是一个指针变量,所以我们要根据a的类型定义指针的类型,常见的指针类型有:

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

还有一些不常见指针类型:

指针数组
int* arr1[10]; //整形指针的数组
char *arr2[4]; //一级字符指针的数组
char **arr3[5];//二级字符指针的数组
数组指针
int (*p2)[10];//保存数组的指针
函数指针
void (*pfun1)();
函数指针数组
int (*parr1[10]])();

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。

指针的加减

指针能够保存地址,所以指针的加减也与地址有关;

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;
}

输出答案:
0133F9C0
0133F9C0
0133F9C1
0133F9C0
0133F9C4

总结:指针的类型决定了指正加减几个字节(在内存地址上)。


指针的解引用

int main()
{
 int n = 0x11223344;
 char *pc = (char *)&n;
 int *pi = &n;
 *pc = 0; 
 *pi = 0; 
 return 0;
}

补充说明:解引用的字节大小与指针类型有关,char *是一个字节int *是4个字节。计算机存储数据一般是按小端存储;

指针的解引用又称指针的间接访问,因为指针保存的是变量的地址,所以指针的解引用是通过保存的地址来找到这个地址所存的值
例如上述代码,pi保存的是n的地址,所以*pi是间接访问n的值。但是pc却有点不一样,n被强转成(char)类型,char *保存的是一个字节,int 是四个字节,并且根据小端存储原理,原本n是0x11223344,但char 解引用是一个字节,所以只能访问到44。
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。

野指针

概念: 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)

  1. 指针未初始化
int main()
{ 
 int *p;//局部变量指针未初始化,默认为随机值
    *p = 20;
 return 0;
}
  1. 指针越界访问
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;
}

如何规避野指针

  1. 指针初始化
  2. 小心指针越界
  3. 指针指向空间释放即使置NULL
  4. 指针使用之前检查有效性

指针和数组

一般来说,数组名保存的是数组元素的地址,既然是地址,那就可以用指针来代替数组名;

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int *p = arr;//p存放的是数组首元素的地址

那么数组名用指针代替,那么数组的访问就可以用指针来访问,并且有两种访问方式;

int main(){ 
int arr[10]={ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int *p = arr;
printf("%d \n",*(p+1));
printf("%d \n",p[1]);
}

我们可以看到,上述代码展示的p[1]与*(p+1)的输出结果都是2;所以数组通过指针访问有两种方式,一种是通过指针的解引用与指针的加减来访问数组,另一种是直接用指针名代替数组名加方括号来访问数组,两种方式都是可行的;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。

总结

指针是比较难的一章,上文只是涉及到一些指针的基本知识,较深入的还有各种类型的指针,有指针数组、数组指针、函数指针、函数指针数组、指向函数指针数组的指针等。还有牵扯到内存的数据的存放等,指针的关键我觉得就是要把内存地址搞清楚,这样能够更清楚的了解指针的意义;

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