深入理解:指针变量的解引用 与 加法运算

简介: 深入理解:指针变量的解引用 与 加法运算

前言

       指针变量的解引用和加法运算是非常高频的考点,也是难点,因为对初学者的不友好,这就导致了各大考试都很喜欢在这里出题,通常会伴随着强制类型转换、二维数组、数组指针等一起考查大家对指针的理解。但是不要怕,也许看完这篇文章你有了新的认识和理解,写的不透彻的地方也希望大家多多指正

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理解:指针变量的解引用

我们分下面两步理解:

  1. 解引用,拿出来的是什么
  2. 解引用,根据什么拿出来的

1. 拿出来的是什么

       首先解引用拿出来的就是指针指向的内容,比如指针p指向的是这个地址,*p就是拿出来地址里面的内容;

2. 根据什么拿出来的

       指针的类型(不包括*)决定了,对指针解引用的时候有多大的权限(能拿出几个字节)。

比如: char* 的指针解引用就只能访问1字节

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 40000;
    int *p = &a;
    printf("%d\n", *(char*)p);
    return 0;
}

本应该是40000的值,咋变成64了?这其实就跟解引用的指针类型有关了,但是这里还涉及了一个知识点是大小端,上面是小端的结果,小端就是低位在低地址,高位在高地址;大端反之,所以会有不同的结果;因为解引用是从低地址开始的;大端结果就应该是0

int* 的指针的解引用就能访问4字节

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 40000;
    int *p = &a;
    printf("%d\n", *p);
    return 0;
}

所以这里就是直接解引用了4个字节,只要是涉及多个字节了,取出来的要按照低位还是低位来算,切记不能以为先取出来的就是高位;

理解:指针变量的加法

我们来分这两步理解:

  1. 指针变量的加法,加的是什么
  2. 指针变量的加法,是根据什么来加的

1. 加的是什么

       我们首先来分析指针变量是什么,指针变量是一个地址,那指针变量的加法,实际上就是对这个指针变量代表的地址做加法,也就是向后移动指针变量指向的位置,让指向的地址更高。

2. 根据什么来加

       指针变量的加法是根据:指针变量的数据类型(不包括*)实现的;

比如:char*类型

char c = 0;
char *pc = &c;
printf("pc = %p\n", pc);
printf("pc + 1 = %p\n", pc + 1);

我们可以看到pc+1的值向后移动了1个字节

比如:int*类型

int i = 0;
int *pi = &i;
printf("  pi = %p\n", pi);
printf("pi+1 = %p\n", pi + 1);

此时 int 类型的 pi+1 的值向后移动了4个字节

比如:double*类型

double d = 0;
double *pd = &d;
printf("  pd = %p\n", pd);
printf("pd+1 = %p\n", pd + 1);

此时double类型的 pd+1的值向后移动了8个字节

例题

1. 普通的加法

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = arr;
    printf("%d\n", *(p + 1));
    printf("%d\n", p[1]);
    return 0;
}

答案及解析:2 2

首先p指向的是arr,arr是数组名,代表的是首元素的地址,所以p指向的就是首元素的地址

p数据类型为int*,p+1就是向后移动4*1个字节,到达arr[1]的地址,解引用是取4个字节,取到的就是arr[1];

p既然是首元素地址,那p和arr就没区别,所以p[1] 等价于 arr[1],为2;

2. 包含强制类型转换的加法

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = arr;
    printf("%d\n", *((char*)p + 1));
    printf("%d\n", *((short*)p + 2));
    return 0;
}

答案及解析:0 2

这时候我们必须要用二进制来表示数字,因为这里涉及到了强制类型转换;此时加法和解引用都会受到影响。所以这里的第一个输出语句,是先强制类型转换成char*类型,然后一直是对char*类型的指针进行加法和解引用,这里我一直按小端讲解

而我们的第二个输出语句则是强制转换short*,加法和解引用都是2字节

3. 包含二维数组和数组指针的加法

#include <stdio.h>
int main()
{
   int arr[2][2] = {{1, 2}, {3, 4}};
   int (*p)[2] = arr;
   printf("%d\n", **(p + 1));
   return 0;
}

在这里首先要知道二维数组名代表的是什么,我们必须清楚一个逻辑

二维数组是一维数组的数组,也就是说可以把二维数组看成存放一维数组的数组;

这样说肯定很抽象,我们看图:

二维数组名代表的是第一行的地址,也就是代表整个第一行,相当于&arr[0],那二维数组名就是一个数组指针了,因为数组指针也是表示的一个数组的地址;所以我们可以定义一个数组指针p = arr;那p + 1,就要慎重了,p的数据类型是int (*)[2],所以p+1,就是移动整个数组的大小,所以p+1 就指向的是arr[1]这个数组,p + 1 = &arr[1],所以解引用一次就是取到了整个数组arr[1],但是*(p + 1) = arr[1],arr[1]是这个二维数组的行,相当于该行这个一维数组的数组名,既然是一维数组的数组名,就是首元素地址,那就是int*类型,再解引用就是解引用4字节,拿到的就是3.


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