C语言——指针详解（初阶）

前言：

在C语言学习过程中，指针算一个难点。我总结所学的指针知识，写一篇博客，希望大家对指针的知识理解的更通透。

一、指针是什么？

1.1 指针是什么？

每个内存都有一个唯一的编号，这个编号也被称为地址，C语言创建变量。都要在内存上开辟空间。
编号= = 地址 = =指针

1.2 指针变量

我们可以通过&（取地址操作符）取出变量的内存起始地址，把这个地址存放到另一个变量中。

1.3 总结

指针变量，用来存放地址的变量。（存放在指针中的值都被当成地址处理）
编址：
对于32位机器，假设有32根地址线，那么每根地址线在寻址的时候产生高电平（高电压）和低电平（低电压）就是。（1或者0）
在32位机器上，地址是32个1或者0组成的二进制序列，指针变量的大小4个字节。（指针的大小在32位平台上是4个字节，64位平台上是8个字节）

二、指针和指针类型

指针有类型。
指针的定义：type * p
type:p指向对象的类型
*：p解引用访问的对象的大小是sizeof（type）
p是指针变量
例子：
char * 类型的指针是为了存放 char *类型变量的地址。
short * 类型的指针是为了存放 short *类型变量的地址。
int * 类型的指针是为了存放 int *类型变量的地址。

2.1指针±整数

指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大。
整型指针+1跳过4个·字节
字符指针+1跳过1个字节
type*p -/+n个步长
跳过的是n * sizeof（type）个字节

2.2 指针的解引用

指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大权限（能操作几个字节）
如：char * 的指针解引用只能访问一个字节，而int * 的指针解引用能访问4个字节。

三、野指针

野指针是指向未分配或者已经释放的内存地址。

3.1野指针的成因

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，是野指针
    *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++)
    {
        *p++ = i;//当指针指向的范围超出数组的范围时，p就是野指针（非法访问了）。
    }
    return 0;
}

3） 指针指向的空间被释放

#include 
#include 
int main()
{
    char* p = NULL;//p是空指针
    p = (char*)malloc(sizeof(char));//创建一个内存地址，并且使p指向它
   free(p);//释放了p的内存地址
   char* p1 = p;//p1是野指针，因为p的内存地址被释放了
    return 0;
}

3.2如何避免野指针

1. 指针初始化
   明确知道指针应该初始化为谁的地址，就直接初始化为谁的地址；不知道指针初始化为谁的值，就暂时初始化为NULL。
2. 小心指针越界
3. 指针指向空间释放，及时置NULL
4. 避免返回局部变量的地址
5. 指针使用之前检测有效性

四、指针运算

指针±整数
指针-指针
指针的关系运算

4.1 指针±整数

float arr[10]={0};
float* p=&arr[0]
*p++=0;//把0赋值给p指向的那个值，结束后把p的指向的那个地址向后移4个字节

4.2指针-指针

int arr[10];
printf("%d ",&arr[9]-&arr[0]);//打印的是9

指针-指针得到的数值的绝对值是指针和指针之间的元素个数；
指针-指针运算的前提条件是：指针和指针指向了同一块空间。

4.3指针的关系运算

指针与指针之间的比较
标志规定：
允许指向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。

五、指针和数组

指针和数组之间的关系：
指针变量就是指针变量，不是数组，指针变量的大小是4/8个字节，专门用来存放地址的。
数组就是数组，不是指针，数组是一块连续的空间，可以存放一个或者多个类型相同的数据。
联系：数组中，数组名其实是数组首元素的地址。
数组名 == 地址 == 指针
当我们知道数组首元素地址的时候，因为数组是连续存放的，所以通过指

• 针就可以遍历访问数组。
• 数组是可以通过指针来访问的。

数组名是首元素地址，但是有两个例外：

• sizeof（数组名）整个数组的长度 &数组名
• 指向整个数组的指针，移动一次，移整个数组的字节。

所以p+i其实计算的是数组arr下标为i的地址，那么我们可以通过指针来访问数组。

#include 
int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int* p = arr;//指针存放数组首元素的地址
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i;
    for (i = 0; i < sz; i++)
        printf("%d ", *(p + i));
    return 0;
}

六、二级指针

a的地址存放在pa中，pa的地址存放在p中；pa是一级指针，p是二级指针。
*p通过对p中的地址解引用，这样就得到了pa， *p其实访问的就是pa。
**p先通过 * p找到pa，然后对pa进行解引用操作：*pa，就是找到a。

七、指针数组

整型数组——存放整型的数组
字符数组——存放字符的数组
指针数组——存放指针的数组
指针数组是什么样的？

int* arr[5]
arr是一个数组，存放5个元素，每个元素是一个整型指针