拿捏指针（一）---对指针的基本认识（初级）

指针是什么？

指针的定义

在计算机科学中，指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向（points to）存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的内存单元，可以说地址指向该内存单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。

这是官方对指针的定义，其实我们可以理解为：在内存中，内存被细分为一个个大小为一个字节的内存单元，每一个内存单元都有自己对应的地址。

我们可以将这些内存单元形象地看成一个个的房间，将内存单元（房间）对应的地址形象地看成房间的门牌号。而我们通过门牌号（地址）就可以唯一的找到其对应的房间（内存单元），即地址指向对应内存单元。所以说，可以将地址形象化的称为“指针”。

指针变量是用于存放地址的变量。（存放在指针中的值都将被当作地址处理）

#include
int main()
{
	int a = 10;//在内存中开辟一块空间
	int* p = &a;//将a的地址取出，放到指针变量p中
	return 0;
}

总结：

指针变量是用于存放地址的变量。（存放在指针中的值都将被当作地址处理）

指针的大小

对于32位的机器，即有32根地址线，因为每根地址线能产生正电（1）或负电（0），所以在32位的机器上能够产生的地址信号就是32个0/1组成的二进制序列：

一共 2^32 个地址。
同样的算法，在64位的机器上一共能产生 2^64 个不同的地址。
2^32 可以用32个bit位进行存储，而8个bit位等价于1个字节，所以在32位的平台下指针的大小为4个字节。
2^64 可以用64个bit位进行存储，所以在64位的平台下指针的大小为8个字节。

总结：

在32位平台下指针的大小为4个字节，在64位平台下指针的大小为8个字节。

指针类型

指针有哪些类型？

我们知道，变量的类型有int,float,char等。那么指针有没有类型呢？回答是肯定的。

指针的定义方式是type+ *

char * 类型的指针存放的是char类型的变量地址；
int * 类型的指针存放的是int类型的变量地址；
float * 类型的指针存放的是float类型的变量地址等。

指针不同类型有什么意义？

1.指针±整数

若指针类型为int * 的指针+1，那么它将跳过4个字节的大小指向4个字节以后的内容：

若指针类型为char * 的指针+1，那么它只会跳过1个字节的大小指向下一个字节的内容，以此类推。

2.指针解引用

指针的类型决定了指针解引用的时候能够访问几个字节的内容。
若指针类型为int *，那么将它进行解引用操作，它将可以访问从指向位置开始向后4个字节的内容：

若指针类型为char *，那么将它进行解引用操作，它将可以访问从指向位置开始向后1个字节的内容，以此类推。

总结：

指针的类型决定了指针向前或向后走一步有多大距离。
指针的类型决定了指针在进行解引用操作时，能向后访问的空间大小。

野指针

概念：野指针就是指向位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）指针。

野指针的成因

1.指针未初始化

#include
int main()
{
	int* p;
	*p = 10;
	return 0;
}

局部指针变量p未初始化，默认为随机值，所以这个时候的p就是野指针。

2.指针越界访问

#include
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* p = &arr[0];
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 11; i++)
	{
		*p++ = i;
	}
	return 0;
}

当指针指向的范围超出arr数组时，p就是野指针。

3.指针指向的空间被释放

#include
int* test()
{
	int a = 10;
	return &a;
}
int main()
{
	int* p = test();
	return 0;
}

指针变量p得到地址后，地址指向的空间已经释放了，所以这个时候的p就是野指针。（局部变量出了自己的作用域就被释放了）

如何避免野指针？

1.指针初始化
当指针明确知道要存放某一变量地址时，在创建指针变量时就存放该变量地址。
当不知道指针将要用于存放哪一变量地址时，在创建指针变量时应置为空指针（NULL）。

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int* p1 = &a;//明确知道存放某一地址
	int* p2 = NULL;//不知道存放哪一地址时置为空指针
	return 0;
}

2.小心指针越界

3.指针指向的空间被释放后及时置为NULL

4.使用指针之前检查有效性
在使用指针之前需确保其不是空指针，因为空指针指向的空间是无法访问的。

指针运算

指针 ± 整数

#include
int main()
{
	int arr[5] = { 0 };
	int* p = arr;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		*(p + i) = i;
	}
	return 0;
}

指针 - 指针

指针-指针的绝对值是是两个指针之间的元素个数。

int my_strlen(char* p)
{
	char* pc = p;
	while (*p != '\0')
		p++;
	return p - pc;
}

指针的关系运算

指针的关系运算，即指针之间的大小比较。
我们如果要将一个数组中的元素全部置0，可以有两种方法。

第一种：从前向后置0

#include
int main()
{
	int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int* p = &arr[0];
	for (p = &arr[0]; p <= &arr[4]; p++)
	{
		*p = 0;
	}
	return 0;
}

最终指向数组最后一个元素后面的那个内存位置的指针将与&arr[4]比较，不满足条件，于是结束循环。

第二种：从后向前置0

#include
int main()
{
	int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int* p = &arr[4];
	for (p = &arr[4]; p >= &arr[0]; p--)
	{
		*p = 0;
	}
	return 0;
}

最终指向第一个元素之前的那个内存位置的指针将与&arr[0]比较，不满足条件，于是结束循环。

这两种方法在绝大部分编译器下均能将arr数组中的元素置0，但是我们要尽量使用第一种方法，因为标准并不保证第二种方法可行。

标准规定：
允许数组元素的指针与指向数组最后一个元素后面的那个内存位置的指针比较，但是不允许与指向第一个元素之前的那个内存位置的指针进行比较。

二级指针

我们知道，指针变量是用于存放地址的变量。但是指针变量也是变量，是变量就有地址，那么存放指针变量的地址的变量是什么呢？

其实，存放普通变量的地址的指针叫一级指针，存放一级指针变量的地址的指针叫二级指针，存放二级指针变量地址的指针叫三级指针，以此类推。

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int* p1 = &a;
	int** p2 = &p1;
	return 0;
}

在这里，我们用一级指针p1存放了普通常量a的地址，用二级指针p2存放了一级指针p1的地址。

这时如果我们要得到a的值，就有两种方法：

方法一：对一级指针p1进行一次解引用操作即可得到a的值，即*p1。

方法二：对二级指针p2进行一次解引用操作即可得到p1的值，而p1的值就是a的地址，所以再对p2进行一次解引用操作即可得到a的值，也就是对二级指针p2进行两次解引用操作即可得到a的值，即**p2。