【开卷数据结构 】指针的初步认识

简介: 【开卷数据结构 】指针的初步认识

前言


说到指针,想必大家都不陌生,指针的最大特点就是难以理解,它是编程中很基础也是很重要的概念,指针可以有效的实现像树,链表这类高级的数据结构。


什么是指针


在了解指针是什么之前,我们需要先了解什么是计算机的内存,什么是地址。


什么是内存


内存:计算机内存大部分时候指的是随机存储器也就是RAM,用于存放当前正在执行的变量或程序对象。


什么是地址


地址:变量的值存储在计算机的内存中,每个变量都占据一个特定的位置。每个内存位置都由地址唯一确定并引用,就像一条街道上的房子由它们的门牌号码标识一样。通过地址才可以找到内存中的变量。


当我们声明一个整型类型的变量 i 时,计算机会为这个特定的变量分配一定的空间,具体分配多少空间取决于数据类型。


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存取内存单元数据的方法


存取内存中单元数据一般有两种方法,第一种是直接访问,第二种是间接访问。


直接访问——按变量名存取变量的值


例如:


int x;
  x = 10;
  printf("%d",x);


间接访问——通过变量的地址来存取变量的值。


这一方法也称为「 指针访问 」,实现这一方法有两个问题需要我们解决。


Q: 如何得到变量的地址?如何取得该地址下的数据呢?


为了解决这一问题,我们需要认识两种运算符。


“ & ” —— 取地址运算符。地址为一个16进制的整数。%d(10进制)或 %x(16进制)


“ * ” —— 间接访问运算符。作用:返回该地址所指向存储单元的数据。


通过这两种运算符我们就能实现间接访问了。


指针变量的定义


指针变量的定义形式如: 数据类型 * 指针名


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


指针变量使用注意事项


(1)指针变量中只能存放地址


//非法赋值
int *p;   p = 2001;


(2)不能对未赋值的指针变量进行 “ * ” 运算


//非法赋值
int *p;   *p = 10;


指针、间接访问和变量


案例分析


我们来看看下面这个式子是什么意思。


*&a = 15;


思考一下,先别看答案

正确答案就是将值25赋给变量a。我们来分析一下这个式子。


首先,通过取地址运算符 & 产生变量 a 的地址,他是一个指针常量。


然后间接访问运算符 * 访问其操作数所表示的地址。在这个表达式中,操作数是 a 的地址,所以就把值 25 储存在 a 中。


作用


这条语句与a = 25有什么区别吗?

从功能上讲,确实没有什么区别;从性能上讲,前者又大又慢;从可读性来讲,前者看起来很恶心。因此,一般没有人用*&a这样的表达式 ,除非你想整活。


指针的指针


来个例子

int a = 10;
int *b = &a;
int c = &b;


很明显,变量b是一个指向整形a的指针,那么变量c是什么呢?


变量c是指向b类型的指针,也就是指向“指向整型的指针”的指针,通俗来讲,就是指向指针的指针。

我们也可以用int **c = &b;来声明变量。


内存中具体形状


image.png


我们可以一直这样套娃下去。比如我们想要声明一个指向指针的指针的指针 ,就可以用int ***p = c。


image.png


练习


1.字符串长度,实现strlen函数


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


2.字符串长度,实现strlen函数


void CopyString(char *s1,char *s2)
{
  char *p1,*p2;
  for(p1 =s 1,p2 = s2; *p2 != '\0'; p1++,p2++)
  {
  *p1 = *p2;  
  }
  *p1 = '\0';
}

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