【C语言】让你不再害怕“指针”【知识点详解】

简介: 【C语言】让你不再害怕“指针”【知识点详解】

一.什么是指针&&为什么需要指针?



1.什么是指针?


指针是内存中最小内存单元编号,也就是地址

平时口语上说的指针是指指针变量,用于存放地址的变量


2.为什么需要指针?


1.首先,为了管理我们计算机内存,把内存分为很多个小的内存单元,每个内存单元是一个字节

2.为了方便使用这些内存单元,又把每个内存单元都给一个唯一的编号(下面会讲解编号怎么来的),这个编号也称为;在C语言中,这个地址也叫指针,所以编号==地址==指针

当我们在写c语言程序时,创建的变量数组等都会在内存中开辟空间;


以一个代码为例观察地址:(这里我们可以通过调试打印两种方式观察)


1.调试观察:

223d98be71f34478994262a37bf2c1a9.png


这里的操作符是 “&”----->是取地址操作符 ,是个单目操作符

&a 的作用是  把a的地址取出来


2.打印观察(地址是用%p 打印):


f99de8e6ff65466385d802063e533c53.png


在同一次的程序运行时,我们可以观察到,两种方式观察到的地址是一样的,但是如果我们再次运行时,地址就会发生变化,(如下图:)


这是因为在每次程序运行时,电脑会随机分配地址(这里也不是完全随机,也会考虑一些因素:如该地址是否被占用等因素),所以同一个代码,在每次运行时所分配的地址可能都会又差异;

22222dbbd7174928adf26843fa58a814.png


二.地址编号的来源&&指针变量的大小



产生来源


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); 那么32根地址线产生的地址就会是:


00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000001

...

11111111 11111111 11111111 11111111


一共就有2^32个地址

如果是64位机器上就是2^64个地址


指针变量大小


在32位机器上,一个地址是32位二进制序列,即4个字节大小

在64位机器上,一个地址是64位二进制序列,即8个字节大小

注意:指针变量大小即(4 / 8个字节)只与是多少位机器有关,与变量所指向的内容无关


如:在32位机器上

int  *  p    --------->   p的大小是4个字节

char * p1   -------->   p1的大小是4个字节

short * p2 ------->   p2的大小是4个字节


代码验证:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
int main()
{
  printf("%d\n",sizeof(int *));
  printf("%d\n", sizeof(char*));
  printf("%d\n",sizeof(short *));
  return 0;
}


结果 


a45199342cb14d2986c924662b751d3a.png


三.指针类型  



1.指针都有哪些类型


                           类型(就是去掉变量名字,剩余的就是类型)

char*  p     ------>  char*

short*  p    ------>  short*

int *  p       ------>  int*

long*  p     ------>  long*

float*  p     ------>  float*

double* p  ------>  double*

等等.......


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

c674e1aeb22748e5a2e55e0d6f5d08c5.png


2.指针类型的意义


1.指针类型决定了指针在解引用时,可以访问多少个字节(即指针的权限)

讲解的代码:6bf6c7987fbf4f4482dc778826edfc8a.png052ecec9684f44ae96c4e82ab55cde7e.png

分析:

从上面的例子我们可以看出:int * 的指针解引用可以访问4个字节

                                              char *的指针解引用可以访问1个字节

我们也可以推出: short * 的指针解引用可以访问2个字节

                             long long  * 的指针解引用可以访问8个字节


结论:

指针类型决定了指针在解引用时,可以访问多少个字节(即指针的权限)


2.指针类型决定指针在加减1时的步长(即跨过多少字节)


讲解代码:

84bcbb0d56624d7fa69ceb9c564087da.png


分析:

整型指针加1,跳过4个字节;

字符指针加1,跳过1个字节;


结论:

指针类型决定指针在加减1时的步长(即跨过多少字节)


如果是    type  *  p      加减n        ,就会跳过sizeof(type)*n 个字节


      例如  int    *  p                                               4    *   n  个字节


四.野指针



1.野指针的概念:


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)


2.野指针的成因


1.指针未初始化7bb8daabe5d24e90b67f782fdf8733a7.png

2.指针越界访问

5db6a0decc754e749028940eb7c3dcbb.png


3. 指针指向的空间释放

22755fe3f94e43c2980db05a8054efdf.png


3. 如何规避野指针


1.指针初始化

当明确知道指针放谁的地址就直接初始化谁的地址;

不知道初始化为谁的地址就暂时初始化为NULL(空指针)

2.防止指针越界;

3.当指针指向的空间释放,即使置为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


五.指针运算



1.指针加减整数


前面在指针类型的意义那有讲解到加减n;

示例:用指针打印数组

660ba481c0604337bc69709f60ed2454.png


2.指针-指针


指针-指针其实就是地址-地址;

指针-指针的前提是:都指向的是同一块空间

指针-指针得到的数值的绝对值(因为可能为负数)是:两指针之间的元素个数

示例:

50de5189adc84e44ae480b4dfe5e102c.png


3.指针的关系运算


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。(如下面第二个图中代码)

图一:02e576fff52a440a85ad0a1a1185b788.png


图二:e140fddb61784bc68da3e591f8b840fa.png


六.指针和数组



1.指针和数组的关系


指针变量就是指针变量,不是数组,指针变量的大小是4  /  8个字节,是专门用来存放地址的;

数组就是数组,不是指针,是一块连续的空间,可以存放一个或多个相同类型的数据;

联系:

数组名是首元素地址(两种特殊情况除外,sizeof(数组名)函数(数组名),数组名是地址,数组名==地址==指针;


2.通过指针遍历数组


当我们知首元素地址时,又因为数组时连续存放的,所以通过指针就可以遍历访问数组;


a8f065e2d1794e18ba966023bc6cc99f.png

 

证明:

#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]);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("&arr[%d] = %p   <====> p+%d = %p\n", i, &arr[i], i, p + i);
    }
    return 0;
}

2f3d829d01be4f738c8ae3cfaba4b918.png


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;


七.二级指针



是变量就会有地址,一级指针变量也是有地址的,存放一级指针地址的变量就是二级指针

473c93ad1105479bb1791896ecf632d6.png774697fe9e7949c397bab5a2b437e64b.png


目录
相关文章
|
21天前
|
存储 NoSQL 编译器
【C语言】指针的神秘探险:从入门到精通的奇幻之旅 !
指针是一个变量,它存储另一个变量的内存地址。换句话说,指针“指向”存储在内存中的某个数据。
74 3
【C语言】指针的神秘探险:从入门到精通的奇幻之旅 !
|
21天前
|
存储 编译器 C语言
【C语言】指针大小知多少 ?一场探寻C语言深处的冒险 !
在C语言中,指针的大小(即指针变量占用的内存大小)是由计算机的体系结构(例如32位还是64位)和编译器决定的。
46 9
|
21天前
|
安全 程序员 C语言
【C语言】指针的爱恨纠葛:常量指针vs指向常量的指针
在C语言中,“常量指针”和“指向常量的指针”是两个重要的指针概念。它们在控制指针的行为和数据的可修改性方面发挥着关键作用。理解这两个概念有助于编写更安全、有效的代码。本文将深入探讨这两个概念,包括定义、语法、实际应用、复杂示例、最佳实践以及常见问题。
40 7
|
1月前
|
存储 C语言
C语言如何使用结构体和指针来操作动态分配的内存
在C语言中,通过定义结构体并使用指向该结构体的指针,可以对动态分配的内存进行操作。首先利用 `malloc` 或 `calloc` 分配内存,然后通过指针访问和修改结构体成员,最后用 `free` 释放内存,实现资源的有效管理。
105 13
|
24天前
|
存储 程序员 编译器
C 语言数组与指针的深度剖析与应用
在C语言中,数组与指针是核心概念,二者既独立又紧密相连。数组是在连续内存中存储相同类型数据的结构,而指针则存储内存地址,二者结合可在数据处理、函数传参等方面发挥巨大作用。掌握它们的特性和关系,对于优化程序性能、灵活处理数据结构至关重要。
|
25天前
|
算法 C语言
C语言中的文件操作技巧,涵盖文件的打开与关闭、读取与写入、文件指针移动及注意事项
本文深入讲解了C语言中的文件操作技巧,涵盖文件的打开与关闭、读取与写入、文件指针移动及注意事项,通过实例演示了文件操作的基本流程,帮助读者掌握这一重要技能,提升程序开发能力。
83 3
|
25天前
|
存储 算法 程序员
C 语言指针详解 —— 内存操控的魔法棒
《C 语言指针详解》深入浅出地讲解了指针的概念、使用方法及其在内存操作中的重要作用,被誉为程序员手中的“内存操控魔法棒”。本书适合C语言初学者及希望深化理解指针机制的开发者阅读。
|
25天前
|
程序员 C语言
C语言中的指针既强大又具挑战性,它像一把钥匙,开启程序世界的隐秘之门
C语言中的指针既强大又具挑战性,它像一把钥匙,开启程序世界的隐秘之门。本文深入探讨了指针的基本概念、声明方式、动态内存分配、函数参数传递、指针运算及与数组和函数的关系,强调了正确使用指针的重要性,并鼓励读者通过实践掌握这一关键技能。
36 1
|
28天前
|
存储 C语言 计算机视觉
在C语言中指针数组和数组指针在动态内存分配中的应用
在C语言中,指针数组和数组指针均可用于动态内存分配。指针数组是数组的每个元素都是指针,可用于指向多个动态分配的内存块;数组指针则指向一个数组,可动态分配和管理大型数据结构。两者结合使用,灵活高效地管理内存。
|
28天前
|
存储 NoSQL 编译器
C 语言中指针数组与数组指针的辨析与应用
在C语言中,指针数组和数组指针是两个容易混淆但用途不同的概念。指针数组是一个数组,其元素是指针类型;而数组指针是指向数组的指针。两者在声明、使用及内存布局上各有特点,正确理解它们有助于更高效地编程。