S6---初阶指针 上

简介: S6---初阶指针

1.指针是什么?

要理解指针我们首先理解内存!


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。

指针变量:

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


代码实例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;//在内存中开辟4个字节的空间
  int* pa = &a;//这里我们要取出变量a的地址,可以使用&操作符
  //a变量占用4个字节的空间,这是将a的4个字节的第一个字节的地址存放在pa变量中,pa就是一个指针变量
  printf("&a--->%p\n", &a);
  printf("pa--->%p\n", pa);
  //那我们怎么通过pa中的地址,找到a?
  //*解引用,*pa就是a
  *pa = 20;//*-解引用
  printf("a=%d\n", a);
  return 0;
}

运行结果:

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)

那这里的问题是?

1、一个小的单元到底是多大?

       1个字节

2、如何编址?


这里我们就明白:

       ①在32位机器上,地址是32个0或1组成的二进制序列,那地址就得用4个字节的空间存储,所以一个指针变量的大小就应该是4个字节

       ②那在64位机器上,有64根地址线,哪一个指针变量的大小是8个字节,才能存放一个地址。

总结:

1、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

2、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


2.指针和指针类型

这里我们讨论一下:指针的类型

我们都知道,变量有不同的类型,整形,浮点型等。那指针有没有类型?

准确的说:有的

我们给指针变量相应的类型

       char* pc=NULL;

       short* ps=NULL;

       int* pi=NULL;

       long* pl=NULL;

       float* pf=NULL;

       double* pb=NULL;

这里可以看到,指针的定义方式是:type+*

那指针类型的意义是什么?


2.1 指针的解引用

代码实例:

//2.指针和指针的类型
//2.1 指针的解引用
int main()
{
  int a = 0x11223344;
  //代码1
  //int* pi = &a;
  //*pi = 0;//重点在调试的过程中观察内存的变化
  //代码2
  char* pc = &a;
  *pc = 0;//重点在调试的过程中观察内存的变化
  return 0;
}
//指针类型其实是有意义的
//指针类型决定了,指针进行解引用操作的时候,一次性访问几个字节
//如果是char*的指针,解引用访问1个字节
//如果是int*的指针,解引用访问4个字节

调试截图:

代码1:

代码2:

 

 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)

2.2 指针+-整数

代码1:

//2.2指针+-整数
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0x11223344;
  int* pi = &a;
  char* pc = (char*)&a;//a是int型的,&a是整形指针变量存放int*
  printf("%p\n", pi);
  printf("%p\n", pi+1);
  printf("%p\n", pc);
  printf("%p\n", pc+1);
  return 0;
}
//指针类型决定指针的步长(指针+1到底跳过几个字节)
//如字符指针+1,跳过1个字节
//如整形指针+1,跳过4个字节


运行结果:

总结:指针的类型决定指针向前或者向后走一步有多大(距离)

通过char*修改a:

//通过char*修改a=0
int main()
{
  int a = 0x11223344;
  char* pc = (char*)&a;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 4; i++)
  {
    *pc = 0;
    pc++;
  }
  return 0;
}

3. 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)


3.1 野指针成因

1. 指针未初始化

1. //1.指针未初始化
2. 
3. int main()
4. {
5.  int* p;//p是一个局部变量,没有初始化,默认为随机值
6.  *p = 20;
7.  return 0;
8. }

2. 指针越界访问

//2.指针越界访问
#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int* p = arr;//数组名是数组首地址
  int i = 0;
  for (i = 0; i <= 10; i++)
  {
    //当指针指向的范围超出数组arr的范围时,p就是野指针
    //第十一次循环的时候指针就越界访问了。是野指针
    printf("%d ", *p);
    p++;
  }
  return 0;
}

运行结果:

3.指针指向的空间释放

代码1:

//代码1
#include<stdio.h>
int* test()
{
  int a = 10;
  return &a;
}
int main()
{
  int* p = test();
  printf("%d\n", *p);//虽然结果还是10,但是这是因为函数栈帧没有被破坏
  return 0;
}

代码2:

//代码2
#include<stdio.h>
int* test()
{
  int a = 10;
  return &a;
}
int main()
{
  int* p = test();
  printf("hehe\n");//破坏函数栈帧
  printf("%d\n", *p);//随机值,函数栈帧被破坏
  return 0;
}

3.2  如何规避野指针

1. 指针初始化(没有明确指向的指针初始化NULL)

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

补充:NULL—本质是0,在C++可以直接写0,但是C不可以,C要写成NULL

//为什么要写成NULL,变量一旦赋值为NULL你就知道这是一个指针,让你容易识别

//0地址是用户不能使用的,使用的话程序会崩溃(int* p=NULL;*p=2;(使用0地址))

//3.2 如何规避野指针
#include<stdio.h>
int main()
{
  //1、指针初始化:有明确的的指向
  int a = 10;
  int* pa = &a;
  //不知道指针明确指向的地址时候,初始化NULL
  int* p = NULL;//NULL(本质是0)-空指针,专门用来初始化指针
  //这相当与把野狗栓好了,但是要知道它还是很危险的
  //5、指针使用之前检查有效性
  if (p != NULL)
  {
    *p = 20;
  }
  return 0;
}


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