C | 指针的相关知识（一）

前言

小伙伴们，相信你们都知道指针是C语言的一个特色吧！

学好指针对，对于今后的学习是非常重要的，但是指针却又是学习C语言过程中的难点，不过没关系，今天就让我们一起来学习指针的相关知识，希望能够帮助到小伙伴们加深对指针的理解哦~

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

1. 指针未初始化

#include 
int main()
{
     
	int* p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
	*p = 20;
	return 0;
}

2. 指针越界访问

#include 
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;
}

3. 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？

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

//检查指针的有效性
#include 
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 
//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。

1. sizeof（数组名）
2. &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。

结语

今天指针的相关知识就先分享到这里啦！

后续我们还会继续分享指针相关的知识的！

如果还有那些知识没有提到或者说错了的，欢迎在评论区留言哦~

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