C语言初识指针

简介: C语言初识指针

指针是什么

指针是什么?

指针理解的3个要点:

1. 指针是内存中一个最小单元的编号,也就是地址

(也就是指针变量)

2.平时口语中说的指针,通常指的是指针变量,是用来存放内存地址的变量

总结:指针就是地址,口语中说的指针通常指的是指针变量。

那我们就可以这样理解:内存

3.指针变量

我们可以通过&(取地址操作符)取出变量的内存起始地址,把地址可以存放到一个变量中,这个变量就是指针变量

指针大小以及地址如何生成


32位操作系统指针变量大小是4字节,假设有32根地址线,那么假设每根地址线在寻址的时候产生高电平(高电压)和低电平(低电压)就是(1或者0),32根线(32个比特位)随机为0或1组成的二进制序列,生成2的32次方个地址,表示可以管理的内存大小,那如果在64位机器上,如果有64个地址线,那一个指针变量的大小是8个字节,才能存放一个地址。每个地址标识一个字节,那我们就可以给 (2^32Byte ==2^32/1024KB ==232/1024/1024MB==232/1024/1024/1024GB == 4GB) 4G的空间进行编址

(一个16进制位用4个二进制位表示)

16进制有1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c e f g

a10进制是10,二进制是1010

总结:
指针变量是用来存放地址的,地址是唯一标示一个内存单元的。
指针的大小在32位平台是4个字节,在64位平台是8个字节。

指针和指针类型``

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。

可以看出指针定义方式是 type+*

type可以看出指针变量指向的类型是什么,星号可以看出是个指针变量

# include <stdio.h>
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;
}

不难看出用char接收int类型的地址向后移动一位移动了一字节(第三行和第二行比较,也就是char的大小),而用int类型的指针变量接收地址向后移动一位移动了四字节(第五行和第四行比较,也就是int的大小)

总结:指针的类型决定了指针向前或向后移动一位移动的大小

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

野指针成因

1.指针未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{
int *p;//局部变量指针未初始化,默认为随机值
*p = 20;
return 0;
}

2.指针访问越界

#include <stdio.h>
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;
}

3.指针指向的空间释放

int* shu() {
  int a = 0;
  int* p = &a;
  return p;
}
int main() {
  int * p= shu();
}

如何避免野指针

  1. 1.指针初始化
  2. 2.小心指针越界
  3. 3.指针指向空间释放,及时置NULL
  4. 4.避免返回局部变量的地址
  5. 5.指针使用之前检查有效性

指针运算

1.指针加减整数

#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float *vp;
//指针+-整数;指针的关系运算
for (vp = &values[0]; vp < &values[N_VALUES];)
{
*vp++ = 0;
}

2.指针加减指针

int my_strlen(char *s)
{
char *p = s;
while(*p != '\0' )
p++;
return p-s;
}

3.指针的关系运算

for(vp = &values[N_VALUES]; vp > &values[0];)
{
*--vp = 0;
}

以上代码改进后

for(vp = &values[N_VALUES-1]; vp >= &values[0];vp--)
{
*vp = 0;
}

标准规定:
允许指向数组元素的指针与指向数组最后一个元素后面的那个内存位置的指针比较,但是不允许与
指向第一个元素之前的那个内存位置的指针进行比较。

指针和数组

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
printf("%p\n", arr);
printf("%p\n", &arr[0]);
return 0;
}

可见数组名和数组首元素的地址是一样的。

结论:数组名表示的是数组首元素的地址。(2种情况除外,sizeof()里面是数组名表示整个数组,&加数组名时是整个数组,数组章节讲解了)

那么这样写代码是可行的:

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
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
for(i=0; i<sz; i++)
{
printf("&arr[%d] = %p <====> p+%d = %p\n", i, &arr[i], i, p+i);
}
return 0;
}

int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i<sz; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
}

二级指针

指针也是变量,他的地址又该存放在哪里,答案是二级指针

指针数组

指针数组是指针还是数组?

答案:是数组。是存放指针的数组。

数组我们已经知道整形数组,字符数组。

int main() {
  int arr[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
  int sum[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int* arr1[] = { arr,sum };
  for (int i = 0; i < 2; i++) {
    for (int j = 0; j < 10; j++) {
      printf("%d", arr1[i][j]);
  }
    printf("\n");
  }
  system("pause");
}

相当于把数组首元素地址存在指针数组里,这样就能找到整个数组。

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