C语言由浅入深理解指针

目录

• 1. 相关概念
• 2. 指针的定义方法
• 3. 指针的分类
• 4. 指针和变量的关系
• 5. 指针与数组的关系
• 6. 指针的运算

1. 相关概念

• 操作系统给每个存储单元分配了一个编号，从ox00 00 00 00~0xff ff ff ff，这个编号称为地址，指针就是地址
• 指针变量：即这个变量用来存放一个地址编号
• 无论什么类型的地址，都是存储单元的变换，在32位平台下都是4个字节，即任何类型的指针变量都是4个字节大小，64位操作系统占8个字节。
• 对应类型的指针变量，只能存放对应类型的地址。例如整型指针变量，只能存放整型变量的地址。

#include 
int main()
{
    char *a;
    short *b;
    int *c;
    long *d;
    float *e;
    double *f;
    printf("sizeof(a)=%d\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(b)=%d\n", sizeof(b));
    printf("sizeof(c)=%d\n", sizeof(c));
    printf("sizeof(d)=%d\n", sizeof(d));
    printf("sizeof(e)=%d\n", sizeof(e));
    printf("sizeof(f)=%d\n", sizeof(f));
    return 0;
}

可见，我的操作系统是64位的。

为什么在64位系统中指针的大小是8，而32位的却是4？ 

64位系统，这个位数指的是CPU 里面的通用寄存器的数据宽度为64位，也就是说一个地址占二进制位数是64，所以：

sizeof(double *)==sizeof(int *)==sizeof(char *)==64/8==8

32位系统，同理，他的一个地址占32位二进制空间，sizeof(double *)==sizeof(int *)==sizeof(char *)==32/8==4

其实明白了两个系统的寻址原理就能明白，大体就是这个原因。地址跟系统有关，但是基本数据类型占的大小是由C语言本身决定。

2. 指针的定义方法

数据类型 *指针变量名

int p; // 定义了一个指针变量p 在定义指针变量的时候， 是用来修饰变量的，代表指针变量。

关于指针的运算符：

& 取地址 * 取值

#include 
int main()
{
    int a = 100;
    int *p; // 定义一个指针变量
    p = &a; // 给指针变量赋值
    printf("a = %d, %d\n", a, *p);  // *p 等价于变量 a
    return 0;
}

拓展：如果一行中定义多个指针变量，每个变量前面都要加*修饰

3. 指针的分类

1. 字符指针
2. 短整型指针
3. 整型指针
4. 长整型指针
5. float型指针
6. double型指针
7. 函数指针
8. 结构体指针
9. 指针的指针
10. 数组的指针

4. 指针和变量的关系

引用变量的方法：

1.直接通过变量的名称

2.通过*指针名称 引用

#include 
int main()
{
    int *p1, *p2, temp, a, b;
    p1 = &a;
    p2 = &b;
    printf("请输入a,b的值：\n");
    scanf("%d %d", p1, p2); // 和之前的scanf不同，这里直接用p1p2作为写入地址。
    temp = *p1;  // 用p1指向的变量a给temp赋值
    *p1 = *p2; // 用p2指向的变量b给p1指向的变量a赋值
    *p2 = temp;  // temp给p2指向的变量b赋值
    printf("a=%d b=%d\n", a, b);
    printf("*p1=%d,*p2=%d\n", *p1, *p2);
    return 0;
}

如果想让不同类型的指针相互赋值的时候，需要强制类型转换：

#include 
int main()
{
    int a = 0x1234, b = 0x5678;  // 4个字节
    char *p1, *p2;  // char类型只能保存一个字节
    printf("%#x  %#x\n", a, b);
    p1 = (char *)&a;  // 强制类型转换
    p2 = (char *)&b;
    printf("%#x  %#x\n", *p1, *p2);
    p1++;  // 指针向上移动
    p2++;
    printf("%#x  %#x\n", *p1, *p2);
    return 0;
}

5. 指针与数组的关系

指针保存的是数组第一个元素的地址

也可以通过*（p+2）=100给当前地址的下一个变量赋值

#include
int main(){
    int a[5] = {0,1,2,3,4};
    int *p;
    p = a;
    // 指针指向数组a的第一个元素的首地址
    printf("a[2]=%d\n",a[2]);
    printf("p[2]=%d\n",p[2]);
    // *(a+n) <==> *(p+n) <==> a[n] <==> p[n]
    printf("*(p+2)%d\n",*(p+2));
    printf("*(a+2)%d\n",*(a+2));
    printf("p=%p\n",p);
    printf("p+2=%p\n",p+2);
    return 0;
}

6. 指针的运算

指针可以加一个整数，往下指几个它指向的变量，结果还是地址

#include 
void test1()
{
    int a[10];
    int *p, *q;
    p = a;
    q = p + 2;  // p q 间隔8个字节，意味着加一个整数最终移动的字节数与指针变量的类型也有关系
    printf("p=%p\n", p);
    printf("q=%p\n", q);
    return;
}
int main()
{
    test1();
    return 0;
}

• 两个相同的指针可以比较大小

前提：指向同一个数组的元素

#include 
void test2()
{
    int a[10];
    int *p, *q;
    p = &a[1];
    q = &a[6];
    if (p < q)
    {
        printf("p < q\n");
    }
    else if (p > q)
    {
        printf("p > q\n");
    }
    else
    {
        printf("p = q\n");
    }
    return;
}
int main()
{
    //  test1();
    test2();
    return 0;
}

• 两个同类型的指针可以做减法

前提：指向同一个数组元素，减法的结果是指针指向的中间有多少个元素

#include 
void test3()
{
    int a[10];
    int *p, *q;
    p = &a[0];
    q = &a[3];
    printf("%ld\n", q - p);
    return ;
}
int main()
{
    //  test1();
    //  test2();
    test3();
    return 0;
}

• 两个相同类型的指针可以相互赋值

#include 
void test4()
{
    int a = 100;
    int *p, *q;
    p = &a;
    printf("a=%d %d\n", a, *p);
    q = p;
    printf("*q=%d\n", *q);
    *q = 999;
    printf("a=%d\n", a);
}
int main()
{
    //  test1();
    //  test2();
    //  test3();
    test4();
    return 0;
}

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