C语言之指针

发表于 | 分类于 | |

指针的概念

指针也是一个变量，指针变量的值是另一个变量的地址
换句话说就是，指针存放的是一个内存地址，该地址指向另一块内存空间

指针变量的定义

指向一个变量的变量

1
2
int *p = NULL;
p = &i;

1
int *p = &i;

int *p; //表示定义一个指针变量
p = &i; //表示指针变量p指向i的地址
*p; //代表指针所指内存的实际数据
指针赋值的时候，一定要类型兼容（sizeof获取到的大小相同）
32位系统下，指针变量占4个字节，64位系统下，指针变量占8个字节。
*代表取值，即为指针指向内存的值
指针变量只能存放地址！！！

NULL的含义

一个指向NULL的指针，称之为空指针
这个指针不指向任何一个变量
野指针：没有赋初始值的指针

无类型指针

定义一个指针变量，但不指定它指向具体哪种数据类型
可以通过强制转化将void *转化为其他类型指针
可以用(void *)将其他类型指针强制转化为void类型指针

1
2
3
4
int i = 10;
void *p;
p = &i;
printf("*p = %d\n", *(int *)p);

在C语言当中，可以将任何一种地址赋值给void *指针
无类型指针不能参与运算，原因是不知道其大小，无法知道偏移单位

指针与数组的关系

int arr[10];代表开辟了十个连续的int存储空间，arr代表了数组的首地址。其值和&arr[0]相同。
int *p = arr;代表指针指向数组的首地址
在C语言当中数组的名称代表数组的首地址，如果取数组名称的地址，C语言认为就是取数组的首地址

指针操作数组

指针的运算代表的是指针的移动

1
2
int arr[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int *p = arr;

若存在以上定义，那么p+1代表了&arr[1]
在C语言中，数组名是一个常量，不可以参与运算
为何不能出现arr++？a++的意思是指向下一个内存空间，一旦这样做以后，会造成栈内存的回收问题，故编译器做了处理
*和[]的本质其实是一样的
arr[i] ==> arr[0+i] ==> *(arr+i)
此时有p[i]等同于*(p + i)

1
*p++ == *(p++)

如果存在以下表达式

1
printf("%d",*(char *)p);

那么此时输出结果是什么呢？
分析：此时指针为char *类型，移动3位，int为四个字节，即移动到int字节末尾，如果是小端对其，那么输出0，如果是大端对其，那么输出1。

指针数组

1
char *p[5];

其本质是数组，代表有5个指针类型的数组，每个元素都是指针。总共有5个int *
此时取sizeof(p)得到的是4 * 5 = 20
此时p相当于是一个数组名，不可使用指针运算

数组指针

1
char (*p)[5];

定义了一个指针，指向int[5]这种数据类型的指针
其实质是一个二级指针
其本质是一个指针，指向5个int元素的指针，一般常用在数组，此时指向的数组其数据类型必须是相同的，其大小也必须相同。
此时取sixeof(p)得到的是4
此时p++的话偏移位置是sizeof(char) * 5
e.g.

1
2
3
char buff[5];
char (*p)[5];
p = buff;

二级指针

也就是指针的指针

1
2
3
4
int i = 10;
int *p1 = &i;
int **p2 = &p1;
printf("%d\n", **p2);

以上为二级指针的定义，此时有*p2代表p1的地址，**p2等于*p1又等于i
由此推出多级指针的概念

指向常量的指针与指针常量

const关键字

保护数组内容
如果将一个数组做为函数的形参传递，那么数组内容可以在被调用函数内部修改，有时候不希望这样的事情发生，所以要对形参采用const参数

1
func(const int array[])

指向常量的指针

可以限制指针修改变量的值，即不可通过*p来修改地址所存储的值
但可以更改指向的位置

1
const char *p;

指针常量

一旦初始化之后其内容不可改
p只能指向某个地址，不可修改指向的地址

1
char *const p;

指针中的const

看const修饰的是指针变量，还是修饰所指向的内存空间变量

1
2
3
4
5
6
7
8
9
void main(void)
{
    const int a;
    int const b;
    const char *c;
    char *const d;
    const char *const e;
    return;
}

  1. 前两个意思相同，代表一个常整型数
  2. 第三个：c是一个指向常整型数的指针（所指向的内存空间数据不能修改，但本身可以修改）
  3. 第四个：d是常指针（指针常量不能被修改，但是它所指向的内存空间可以被修改）
  4. 第五个：e是一个指向常整型的常指针（指针和它指向的内存空间均不能被修改）
    合理的利用const，尤其是指针做函数参数的时候，可以提高代码的可读性

指针运算

赋值：int *p = &a;
求值：int I = *p;
取指针地址：int **pp = &p;
将一个整数加(减)给指针：p + 3; p – 3;
增加（减少）指针值： p++,p--
求差值：p1 – p2,通常用于同一个数组内求两个元素之间的距离
比较p1 == p2：通常用来比较两个指针是否指向同一个位置

指针变量做函数参数

C语言中，函数的参数都是值传递，只能把实参的值传递给形参，而不可以把形参的值传递给实参
函数的参数可以是指针类型，它的作用是将一个变量的地址传送给另一个函数

一维数组名作为函数参数

当函数名作为参数时，C语言将函数名解释为指针
当数组名作为函数参数传递给被调用函数时，被调用函数是不知道数组有多少元素

1
2
3
int func(int arr[10];
int func(int arr[]);
int func(int *p);

以上函数定义等价
此时等价于地址传递，可以通过其地址改变实参的值

二维数组名作为函数参数

二维数组的指针操作使用int (*p)[5] = arr，做出如上定义以后，可以使用*(*(p + n) + m)来操作数组，也可以直接简写为p[n][m]来操作数组。

arr 二维数组名称，数组首地址
arr[0], *(arr + 0), *arr 0行，0列元素地址
arr + 1 第1行首地址
arr[1], *(arr + 1) 第1行，0列元素地址
arr[1] + 2, *(arr + 1) + 2, &arr[1][2] 第1行，2列元素地址
*(arr[1] + 2), *(*(arr + 1) + 2), arr[1][2] 第1行，2列元素的值

二维数组和一维数组一样可以作为函数参数，在二维数组做函数参数时可以不指定第一个下标

1
2
int func(int arr[][5]);
int func(int (*p)[5]);

指针做为函数的返回值

1
2
3
4
char *func()//返回值为char *类型的函数
{
    return "test";//实际上返回的是test字符串的首地址，但这句话存在问题
}

指向函数的指针

指针可以指向变量，数组，也可以指向一个函数。
一个函数在编译的时候会分配一个入口地址，这个入口地址就是函数的指针，函数名称就代表函数的入口地址。
函数指针的定义方式：

1
int (*p)(int);

定义了一个指向int func(int n)类型函数地址的指针。

  1. 定义函数指针变量的形式为：函数返回类型(*指针变量名称)(参数列表)
  2. 函数可以通过函数指针调用
  3. int( * P)()代表指向一个函数，但不是固定哪一个函数
    e.g.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
void func(int n)
{
    printf("n = %d", n);
}

int main()
{
    void(*p)(int);//定义了一个指针，指向一个有一个int参数，同时返回值为void的指向函数的指针
    p = func;//让p指向func3函数的入口地址
    p(5);
}

把指向函数的指针做为函数的参数

将函数指针做为另一个函数的参数称为回调函数

指针小结

定义 说明
int i 定义整形变量
int *p 定义一个指向int的指针变量
int a[10] 定义一个int数组
int *p[10] 定义一个指针数组，其中每个数组元素指向一个int型变量的地址
int func() 定义一个函数，返回值为int型
int *func() 定义一个函数，返回值为int *型
int (*p)() 定义一个指向函数的指针，函数的原型为无参数，返回值为int
int **p 定义一个指向int的指针的指针，二级指针

指针和字符串

在C语言中，字符串其实就是char数组，所以其操作一般就是数组的操作，也就是指针的操作

1
2
3
char s[] = "hello word";
char *p = s;
p[0] = 'a';

Donate comment here