C | 指针的相关知识(一)

发布者:系统管理员发布时间:2019-10-15浏览次数:364

指针的概念

什么是指针呢?

 

计算机内存中内存单元的编号就是指针。

 

在计算机的内存中,内存被划分成为许许多多的内存单元,每一个内存单元可以成为一个字节,而每一个字节都对应有一个编号,我们通过这个编号就可以找到这个内存单元。

 

就像我们知道了某一地址,就可以找到地址对应的那个房子一样。

 

所以,内存单元的编号可以就相是地址,而地址又可以形象的称为指针。

 

 

 

另外,我们也经常把指针变量简称为指针。

 

与整型、浮点型数据类型一样,地址(指针)也需要一种数据类型来存放,那么这种用于存放地址的变量就成为指针变量。

 

我们经常简称为指针。

 

指针(变量)是用来存放地址(指针)的。

 

指针和指针类型

指针类型

我们都知道,变量有不同的类型,整形,浮点型等。

 

那么指针变量也有对应的数据类型。

 

我们可以通过指针(地址)来找到一个空间,这个空间是什么样的数据类型,那么这个指针(变量)也就对应着同一个数据类型。

 

栗子如下:

 

int main()

{

 

       int a = 10;//在内存中开辟一块整型空间

       int* p;//这里的int* 是一种数据类型,用来定义了一个名为 p 的指针变量

       p = &a;//&这个符号叫做取地址符,用来取出a变量的地址,并把这个地址赋值给了p

 

       return 0;

}


int main()

{

       int i = 0;

       char c = 0;

       short s = 0;

       float f = 0;

       double d = 0;

 

       int* pi = &i;

       char* pc = &c;

       short* ps = &s;

       float* pf = &f;

       double* pd = &d;

 

       return 0;

}


通过上述代码我们可以知道,不同类型的变量的地址,都用对应类型的指针变量来存放。

 

野指针和空指针

野指针

什么是野指针?

 

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)

 

形成野指针的原因有很多

 

指针未初始化

#include <stdio.h>

int main()

{

       int* p;//局部变量指针未初始化,默认为随机值

       *p = 20;

       return 0;

}


指针越界访问

#include <stdio.h>

int main()

{

       int arr[10] = { 0 };

       int* p = arr;

       int i = 0;

       for (i = 0; i <= 11; i++)

       {

              //当指针指向的范围超出数组arr的范围时,p就是野指针

              *(p++) = i;

       }

       return 0;

}


指针指向的空间释放

这里需要掌握动态内存的知识,就不展开讲解了。

 

有兴趣的小伙伴可以自行学习。

 

空指针

空指针就是地址为0的指针。

 

每一个地址都是一串数字编号,当这个编号为0的时候,就叫做空指针。

 

空指针用NULL来表示。

 

注意!

 

空指针一定要全部大写! NULL

 

如何规避野指针

了解了什么是野指针和空指针,那么我们该如何避免野指针的产生呢?

 

指针初始化

小心指针越界

指针指向空间释放即使置NULL

避免返回局部变量的地址

指针使用之前检查有效性

//检查指针的有效性

#include <stdio.h>

int main()

{

  int *p = NULL;

  //....

  int a = 10;

  p = &a;

  if(p != NULL)

 {

    *p = 20;

 }

  return 0;

}


指针的运算

我们都知道指针也有对应的类型,那么指针的这些类型有什么用呢?

 

答案

 

1.指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大(距离)。

2.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)。

(比如: char* 的指针解引用就只能访问一个字节,而 int* 的指针的解引用就能访问四个字节。)

指针加减整数

指针类型决定指针向前或者向后走多大的距离,体现在指针加减整数和指针减去指针上。

 

演示代码如下:

 

#include <stdio.h>

//演示实例

int main()

{

int n = 10;

char *pc = (char*)&n;

int *pi = &n;

printf(%p\n, &n);

printf(%p\n, pc);

printf(%p\n, pc+1);

printf(%p\n, pi);

printf(%p\n, pi+1);

return  0;

}


 

 

上述代码的运行结果如图,我们可以知道,当指针类型为字符指针时,指针+1只能跳过1个字节的大小;而指针类型为整型的时候,每次+1就能跳过4个字节的大小.

 

同样的,指针减去指针的时候,表示两个指针之间相差了多少个对应数据类型的元素。

 

int main()

{

       int arr[10];

 

       int* p1 = &arr[0];

       int* p2 = &arr[4];

 

       int n = p2 - p1;

       printf(%d\n, n);

 

       return 0;

}


上述代码的结果为4;则表示这两个指针之间相差了4个整型元素。

 

指针和数组

我在数组的相关知识里也讲到,数组名大多数情况下就表示首元素的地址。

 

除了两种特殊情况。

 

sizeof(数组名)

&数组名

我们可以通过下标来访问数组的元素,我们也可以通过*解引用来访问数组的元素,其实这两者时等价的哦!

 

假设数组名为arr,那么arr[ i ] 等价于*arr+i)。

 

在这里我就不展开啦,感兴趣的小伙伴可以看看我之前写的关于数组的博客哦~

 

数组的相关知识(一)

 

数组的相关知识(二)

 

二级指针和多级指针

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?

 

答案是存放到二级指针里。

 

 

int main()

{

       int n = 10;

       int* p = &n;

       int** pp = &p;

 

       return 0;

}


通过上图和上面的代码,我们可以知道,n的地址放在了p中,p的地址放在了pp中,此时,p就是一个一级指针,pp就是一个二级指针。

 

多级指针

同样的,二级指针也有自己的地址,用来存放二级指针地址的变量就是三级指针。

 

以此类推,就会有四级、五级、六级等指针,但是这样就过于复杂了,我们了解即可,也没必要研究那么深入。

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