C语言初阶指针详解

简介: 目录1. 指针是什么2. 指针和指针类型3. 野指针4. 指针运算5. 指针和数组6. 二级指针7. 指针数组

1. 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。

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int* pa = &a;  //pa是指针变量
  printf("%d\n", sizeof(pa));  // 4
  //  printf("%p\n", &a);
  //  00000000 00000000 00000000 00001010
  //  00  00  00  0a
  return 0;
}

image.png

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


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。


总结: 指针是用来存放地址的,地址是唯一标示一块地址空间的。 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

#include<stdio.h>
int main()
{
  char* pc;
  int* pa;
  double* pd;
  printf("%d\n",sizeof(pc));    // 4
  printf("%d\n", sizeof(pa));   // 4
  printf("%d\n", sizeof(pd));   // 4
  return 0;
}

指针作用1:指针类型决定了在解引用时能访问几个字节(指针的权限)

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0x11223344;
  int* pa = &a;
  *pa = 0;
  char* pc = &a;
  *pc = 0;
  // 指针类型决定了在解引用的时候以此能访问几个字节(指针的权限)
  // int*     --> 4
  // char*    --> 1
  // double*  --> 8
  return 0;
}

指针作用2:指针类型决定了//指针作用2:指针类型决定了指针向前或者向后走一步,走多大距离(单位是字节)

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int* pa = &a;
  char* pc = &a;
  printf("%p\n", pa);     //001EFE54
  printf("%p\n", pa + 1); //001EFE58
  printf("%p\n", pc);     //001EFE54
  printf("%p\n", pc + 1); //001EFE55
  return 0;
}

例如:

创建一个整型数组,10个元素

1:初始化数组的内容是1-10

2:打印数组

1.
#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    *(p + i) = i+1;
  }
  // 倒着打印
  int* q = &arr[9];
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", *q);  // 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 
    q--;
  }
  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)

成因:

#include<stdio.h>
int main()
{
  /*int a;
  printf("%d\n", a);*/
  //未初始化
  //int* p;  //野指针
  //*p = 20;
  //越界访问
  int arr[10] = { 0 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  for (i = 0; i <= 10; i++)
  {
    *p = i;
    p++;
  }
  return 0;
}

如何规避野指针?如下:

1. 指针初始化

2. 小心指针越界

3. 指针指向空间释放即使置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

#include<stdio.h>
int* test()
{
  int a = 100;
  return &a;
}
int main()
{
  int* p = test();
  printf("%d\n", *p);  // 100
  return 0;
}
// 指针指向空间及时放置NULL
#include<stdio.h>
int main()
{
  int* p = NULL;
  if (p != NULL)
  {
    *p = 100;
  }
  int arr[10] = { 0 };
  int* q = arr;
  q = NULL;
  return 0;
}

4. 指针运算

#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    *(p + i) = i + 1;
  }
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", *(p + i));  // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  }
  return 0;
}

倒着打印:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    *(p + i) = i + 1;
  }
  int* q = &arr[sz - 1];
  //int* q = arr + sz - 1;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", *q);  // 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
    q--;
  }
  return 0;
}

指针减指针

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a[10] = { 0 };
  printf("%d\n", &a[9] - &a[0]);    //   9
  printf("%d\n", &a[0] - &a[9]);    //  -9
  return 0;
}
//相减的前提是两块指针指向同一块空间
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  char c = 'w';  
  &a - &c;   //  编译器报错,不能不同类型指针相加减
  return 0;
}

求字符串长度(拓展)指针-指针

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int my_strlen(char* s)
{
  char* start = s;
  while (*s != '\0')
  {
    s++;
  }
  return s - start;
}
int main()
{
  char arr[] = "abc";
  int len = my_strlen(arr);
  printf("%d\n", len);     // 3
  return 0;
}

5. 指针和数组

#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int* p = arr;
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  /*for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%p==%p\n", p + i, &arr[i]);
  }*/
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", p[i]);    // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  }
  return 0;
}

image.png

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? 这就是 二级指针image.png

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int* pa = &a;
  int** ppa = &pa;  //ppa就是一个二级指针
  int*** pppa = &ppa;//pppa就是一个三级指针
  //***pppa = 20;
  *pa = 20;
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}

image.png

7. 指针数组

#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10]; //整型数组,存放整形的数组
  char ch[5];  //字符数组,存放字符的数组
  //指针数组,存放指针的数组
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c = 30;
  int* arr2[5] = { &a,&b,&c }; //存放整形指针的数组
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf("%d ", *(arr2[i]));   // 10 20 30
  }
  return 0;
}

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。

image.png


那指针数组是怎样的?

image.png

arr3是一个数组,有五个元素,每个元素是一个整形指针。

image.png

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