【从零开始的嵌入式生活】必备基础知识6——指针

简介: 【从零开始的嵌入式生活】必备基础知识6——指针

文章目录

 前言

 一、指针的基本用法

           1.指针的作用

           2.地址和变量

           3.指针

 二、指针运算

           算数运算

           关系运算

 三、指针与数组

 三、指针与多维数组

           行地址(数组指针)

 五、字符指针和字符串

 六、指针数组

 七、多级指针

 八、void指针和const修饰符

           void指针

           const修饰符

 写在最后

一、指针的基本用法

1.指针的作用

使程序简洁、紧凑、高效

有效地表示复杂的数据结构

动态分配内存

得到多于一个的函数返回值

2.地址和变量

在计算机内存中,每一个字节单元,都有一个编号,称为地址

注:1Byte = 8 Bit

在C语言中,内存单元的地址称为指针,专门用来存放地址的变量,称为指针变量

在不影响理解的情况中,有时对地址、指针和指针变量不区分,通称指针


3.指针

一般形式如下:


<存储类型>   <数据类型>   * <指针变量名> ;


举个例子:(auto) char *pName;

注意:指针指定的数据类型不是指针变量本身的数据类型,而是指针目标的数据类型。简称为指针的数据类型

指针在说明的同时, 也可以被赋予初值,称为指针的初始化


<存储类型>  <数据类型>  *<指针变量名> = <地址量> ;


举个例子:(auto) int a, *p=&a;

上面的过程类似于下图的关系

指针指向的内存区域中的数据称为指针的目标


如果它指向的区域是程序中的一个变量的内存空间, 则这个变量称为指针的目标变量。 简称为指针的目标。我们可以使用*来获得对应目标的值


设px为一个指针,则:


px — 指针变量, 它的内容是地址量

*px — 指针所指向的对象, 它的内容是数据

&px — 指针变量占用的存储区域的地址,是个常量

每个指针变量都有一个数据类型,只有数据类型相同的才可以互相赋值,否则不可以(程序的行为将不可预料)!


float  a, *px, *py; 
px = &a;
py = px;


二、指针运算

算数运算

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关系运算


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注:常用但是p!=NULL其中NULL表示空指针,一般表示指针是空。是特殊的一个标记。

三、指针与数组

在C语言中,数组的指针是指数组在内存中的起始地址,数组元素的地址是指数组元素在内存中的起始地址 。

设指针变量px的地址值等于数组指针x(即指针变量px指向数组的首元数),则:

x[i] 、*(px+i)、*(x+i)和px[i]具有完全相同的功能:访问数组第i+1个数组元素

注意:


指针变量和数组在访问数组中元素时,一定条件下其使用方法具有相同的形式,因为指针变量和数组名都是地址量

但指针变量和数组的指针(或叫数组名)在本质上不同,指针变量是地址变量,而数组的指针是地址常量

举个例子


int a[] = {1,2,3,4,5,6}, *p = a,i ;


p++,p--(对)

a++,a--(错),因为数组名是一个常量不能做运算。

a+1,*(a+2)(对)


三、指针与多维数组


可把二维数组看作由多个一维数组组成。

二维数组名代表数组的起始地址,数组名加1,是移动一行元素。因此,二维数组名常被称为行地址

行地址(数组指针)

存储行地址的指针变量,叫做行指针变量。形式如下:


<存储类型>   <数据类型>   (*<指针变量名>)[表达式] ;


例如int a[2][3]; int (*p)[3];


方括号中的常量表达式表示指针加1,移动几个数据。(也就是一行)

当用行指针操作二维数组时,表达式一般写成1行的元素个数,即列数。

注意:p是一级指针,每次移动3个元素,并不是二级指针!!!


五、字符指针和字符串

我们把char数据类型的指针变量称为字符指针变量。

初始化字符指针是把内存中字符串的首地址赋予指针,并不是把该字符串复制到指针中。


char  str[] = “Hello World”;
char  *p = str;


错误举例:


char  *  p = “Hello World”; 
*p = ’h‘;    //  错误, 字符串常量不能修改


六、指针数组

指由若干个具有相同存储类型和数据类型的指针变量构成的集合


指针数组的一般说明形式:

<存储类型>  <数据类型>  *<指针数组名>[<大小>];


指针数组名表示该指针数组的起始地址。

举个例子:


double  *  pa[2]


注意:与double (*p)[2]的区别。一个是数组,一个是一级指针的类型。

就是后面的元素对应关系为*pb[0]--->b[0][0]、*pb[1]--->b[0][1]、*pb[2]--->b[0][2]。

原因是[]优先级高于*所以是先进行取对应数组元素 在对相应的值解引用!


七、多级指针

一个指向指针变量的指针变量,称为多级指针变量


对于指向处理数据的指针变量称为一级指针变量,简称一级指针

而把指向一级指针变量的指针变量称为二级指针变量,简称二级指针

二级指针变量的说明形式如下


<存储类型>  <数据类型>  ** <指针名> ;


其实高级指针就是告诉程序这是一个多少级的间接索引。比如二级指针就是需要进行两次查找值才是最终的数据。三级指针就是需要进行三次取值才是最终的数据。


八、void指针和const修饰符

void指针

void指针是一种不确定数据类型的指针变量,它可以通过强制类型转换让该变量指向任何数据类型的变量

一般形式为: void * <指针变量名称> ;

注意:对于void指针,在没有强制类型转换之前,不能进行任何指针的算术运算


const修饰符

1.常量化变量的值

一般说明形式如下: const <数据类型> 变量名 = [<表达式>] ;

常量化变量是为了使得变量的值不能修改


2.常量化指针目标表达式

一般说明形式如下: const <数据类型> * <指针变量名称>[= <指针运算表达式>] ;

常量化指针目标是限制通过指针改变其目标的数值 ,但<指针变量>存储的地址值可以修改


int a;
const int *p;
p = &a;
(*p)++;(报错)


限制我们通过指针改值


3.常量化指针变量

一般说明形式如下: <数据类型> * const <指针变量名称>[= <指针运算表达式>] ;

使得<指针变量>存储的地址值不能修改。但可以通过 *<指针变量名称> 可以修改指针所指向变量的数值


int a;
int * const p;
p = &a;(报错)


限制我们改地址


4.常量化指针变量及其目标表达式

一般说明形式如下:

const <数据类型> * const <指针变量名> = <指针运算表达式> ;

常量化指针变量及其目标表达式,使得既不可以修改<指针变量>的地址,也不可以通过*<指针变量名称>修改指针所指向变量的值


int a;
const int * const p = &a;
p = &a;(报错)
(*p) = 0;


限制我们改地址和通过地址改值


总结:


1.const修饰谁谁就不能改。

2.面试问到我们可以说const一般代表只读。

举个例子:上面的const int *p修饰的是*p所以*p不能改,而int * const p那么p就是不能改的。


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