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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