1.指针是什么
指针是什么?
指针理解的 2 个要点:
1. 指针是内存中一个最小单元的编号,也就是地址
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。
可以这么理解:
我们之前就知道,在内存中存储的最小单位是字节,而我们在设置变量等等都是给以字节去存储它们的数据。
指针变量
我们可以通过&(取地址操作符)取出变量的内存其实地址,把地址可以存放到一个变量中,这个
变量就是指针变量。
举个简单的例子:
#include <stdio.h> 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。 //a变量占用4个字节的空间,这里是将a的4个字节的第一个字节的地址存放在p变量 //中,p就是一个之指针变量。 return 0; }
总结:
指针变量,用来存放地址的变量。(存放在指针中的值都被当成地址处理)。
那么问题来了:计算计是如何编址的呢?
经过仔细的计算和权衡我们发现一个字节给一个对应的地址是比较合适的。
对于32位的机器,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);64位机同理。
在32位的机器上,地址是32个0或者1组成二进制序列,那地址就得用4个字节的空间来存储,所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。
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。
而在运行时编译器是随机分配地址给我们的变量的。
2.指针与指针类型
我们的数据都有类型,所以我们的指针也同样有类型。
int num = 10;
p = #
如上述例子,我们知道num为int类型,故此我们可以设为int*类型与int对应。
char *pc = NULL; int *pi = NULL; short *ps = NULL; long *pl = NULL; float *pf = NULL; double *pd = NULL;
type + ‘ * ’ 类型加上*表示指针
所以:
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。
2.1指针 + - 整数
举例:
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; }
在32位机下的运行结果如下: 单位字节
我们可以很清楚的看到:指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大(距离)(单位为字节)。
2.2指针的解引用操作
解引用符号 ‘ * ’
举例:
* pc = 0;之前的结果如上
*pc = 0;
*pi = 0;之后的结果
通过案例我们可以知道:
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。
3.野指针
指针并不是都可以随便用的,我们称这类随机的、不正确的、没有明确限制的指针为野指针。
3.1野指针的形成
1.指针未初始化
举例
#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.指针的越界访问
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; }
同样这类问题编译器也不允许存在,我们一运行就会报错:runtime error
3. 指针指向的空间释放
这类问题在后面在了解,这里简单提示一下。
其主要就是指针指向了feer()已释放的空间了。
3.2如何避免野指针问题
1. 指针初始化
2. 小心指针越界
3. 指针指向空间释放,及时置NULL
4. 避免返回局部变量的地址
5. 指针使用之前检查有效性
4.指针运算:
4.1 指针+-整
和上面的示例一样
4.2指针-指针
int arr[10] = {1}; //格子数 int *p = &arr[1];//x+4 int *q = &arr[9];//x+36 printf("%d\n",p-q); //-8 printf("%d\n",q-p); //8
指针-指针表示的是他们两个指针之间的格子数。我们首先要算出两个指针之间的字节数,再除以调整的权重。
4.3指针的关系运算
指针变量之间的关系运算,指的是指向相同类型数据的指针之间进行的关系运算不同类型的指针之间,或者指针与非0整数之间的比较是没有意义的。
特殊情况:
指针可以和整数0之间进行比较, 0专门用于表示空指针, 即指着变量中保存的地址的空的,不指向任何有效的地址
5.指针与数组
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; }
结果如下:
所以数组名和&首元素地址是一样的;
但有两种情况例外;之前在数组中已经说过了:
1.&arr 表示取整个数组的地址
2.sizeof(arr),也表示整个数组
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
这么写也是可行的
既然可以把数组名当成地址存放到一个指针中,我们使用指针来访问一个就成为可能。
例如:
#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; }
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。
只需要改掉循环部分即可
for (int i = 0; i<sz; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
6.二级指针
指针变量也是变量,是变量就有地址,那指针变量的地址存放在哪里? 我们的二级指针就可以做到。
*ppa 通过对ppa中的地址进行解引用,这样找到的是 pa , *ppa 其实访问的就是 pa .
int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;
**ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进行解引用操作: *pa ,那找到的是 a .
7. 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 arr1[5]; //存储了5个int类型的数据
char arr2[6];//存储了5个char类型的数据
int* arr3[5];//存储了5个int* 类型的数据
arr3是一个数组,有五个元素,每个元素是一个整形指针。