2021.12.19 关于c语言指针初阶

目录

指针是什么

指针类型

指针的类型如下：

指针类型的意义：

野指针

指针运算

指针和数组

二级指针 

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指针是什么

定义：

指针，是C语言中的一个重要 概念 及其 特点 ，也是掌握 C语言 比较困难的部分。 指针也就是 内存地址 ，指针变量是用来存放内存地址的变量，不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的，而存放数据的变量因数据的类型不同，所占用的 存储空间 长度也不同。

举例1：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;  //取 a 的地址，用指针变量 p 来接收其地址
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", p);  
	return 0;
}

结果为： （我们由结果而知指针变量 p 中存储的是整型 a 的地址）

举例2：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
 
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%p\n", &a); // & 为取地址操作符   
	int* pa = &a;  // 这里的 * 代表 pa 为指针变量，pa是用来存放 a 的地址
	*pa = 20;  // * 间接访问操作符（解引用操作符）  pa 根据 a 的地址将 a 的值进行改变                
	printf("%d\n", a);
    return 0;
}
 

结果为：

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指针类型

指针的类型如下：

各类型指针指针所占字节的大小又为多少呢？

举例：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int* pa;
	short* ps;
	char* pc;
	float* pf;
	double* pd;
	printf("%d\n", sizeof(pa));
	printf("%d\n", sizeof(ps));
	printf("%d\n", sizeof(pc));
	printf("%d\n", sizeof(pf));
	printf("%d\n", sizeof(pd));
	return 0;
}

结果为：（我们由结果可得不管指针为啥类型，其字节大小都为4！）

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指针类型的意义：

注意：虽然每种类型指针的字节大小都为4，但是各类型指针还有所区别的。

a：指针的类型决定了  指针解引用的权限有多大。

举例：（我们用不同类型的指针对整型 a 来解引用，并看其存储的改变）

int a =0x11223344；（此时的 a 为16进制数）

整型 a 初始地址中的存储为：

（int 类型指针可解引用4个字节）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int a = 0x11223344; 
	int* pa = &a;
	*pa = 0;
	return 0;
}

整型 a 地址中的存储改变为：

（char 类型的指针可解引用1个字节）

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	char* pa = &a;
	*pa = 0;
	return 0;
}

整型 a 地址中的存储改变为：

b：指针的类型决定了 指针走一步的距离有多长。

举例：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* pa = arr;
	char* pc = arr;
	printf("%p\n", pa);
	printf("%p\n", pa+1);
	printf("%p\n", pc);
	printf("%p\n", pc+1);
	return 0;
}

结果为：（可以得出 整型指针+1走了4个字节，字符型指针+1走了1个字节）

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野指针

定义：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）指针变量在定义时如果未初始化，其值是随机的，指针变量的值是别的变量的地址，意味着指针指向了一个地址是不确定的变量，此时去解引用就是去访问了一个不确定的地址，所以结果是不可知的。

举例：

情况1   （指针未初始化）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS


int main()
{
	int* p;    
	*p = 20;  
	return 0;
}

注意: 局部变量指针不初始化，默认为随机值 ,此时我们对其指针变量解引用时，便是非法访问了。因为所访问的地址并不属于我们当前程序，则此时的 p 叫做野指针。

情况2   （指针越界访问）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	int* pa = arr;
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		*pa = i;
		 pa++;
	}
	return 0;
}

图解如下： 

情况3 （指针指向的空间释放） 

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int* test()
{
	int a = 10;
	return &a;     //此时我们的变量 p 储存了 a 的地址     （空间释放）
}                  //但出了test()函数，a 的生命周期结束，其空间地址返还给了操作系统

int main()
{
	int* p = test(); //此时我们调用 test()函数
//调用完后，我们任然对指针变量p所存储的 a 的地址进行访问，此时便为非法访问且 p 为野指针    
    *p = 20;     
	return 0;
}

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避免野指针的方法：

a：指针需要初始化，若不知初始化为啥，可直接初始化为 NULL （空指针）

b：注意指针的越界！

c：当指针指向的空间释放时，我们要即使将指针变量置成 NULL

d：指针使用之前要检查其有效性

举例：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

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

 注意：NULL 为0 ，而0这个地址的空间时不属于我们用户的，从而不能直接解引用！

为判断指针的有效性我们可修改该代码为：（先判读是否为空指针）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int* p = NULL;
	if(p!=NULL)
	*p = 10;
	return 0;
}

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指针运算

指针 +- 整数

举例：

（int 类型指针+1 = +4字节 +2=+8字节）（char 类型指针+1= +1字节 +2= +2字节）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[5];
	int* pa;
	for (pa = &arr[0]; pa < &arr[5];)
	{
		*pa++ = 0;
	}
	return 0;
}

  该代码将arr数组全初始化为0，此时的 *pa++=0 ，便根据其指针变量类型加其对应的字节大小，从而完成数组的初始化。

应用：（利用指针打印数组中各元素）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int* pa=arr;
	int* pc = arr + 9;
	while (pa<=pc)
	{
		printf("%d ", *pa);
		pa++;
	}
	return 0;
}

结果为：

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指针 - 指针

举例：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int* pa=arr;
	int* pc = arr + 9;
	int a = pc - pa ;
	printf(" %d\n", a);
}

结果为：（可以看出指针 - 指针得到的是两指针间的元素个数）

注意：两指针要指向同一块空间！

举例：（错误使用）（这是典型的两指针指向不同空间）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int* pa=arr;
	char brr[5];
	char* pd = brr;
	int a = pd - pa ;
	printf(" %d\n", a);
}

应用：（利用指针求字符串长度）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

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

int main() 
{
	char arr[] = { "abc" };
	char* pa = arr;
	int ret = my_strlen(pa);
	printf(" %d\n", ret);
	return 0;
}

结果：

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指针和数组

我们需了解的数组知识点：

知识点1：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printf("%d\n", arr[2]);
	printf("%d\n", 2[arr]);
	// arr[2] --> *(arr+2) --> *（2+arr）--> 2[arr]
	return 0;
}

结果为：

 

知识点2：数组名是数组首元素的地址

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int arr[10]={ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printf(" %p\n", arr);
	printf(" %p\n", &arr[0]);
	return 0;
}

结果为：     

 应用：（指针初始化数组并打印数组各元素）

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	int* p = arr;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	return 0;
}

结果为： 

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二级指针 

举例：

#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;      // pa为指针变量     一级指针
	int**ppa = &pa;	  //  pa既然是变量就会有其地址， &pa 取出其地址存入ppa中
	// 此时的 paa 为二级指针  解引用  *ppa ==pa  *pa ==a   * *ppa ==a
	return 0;
}

一定要理解  int**ppa = &pa    这里为啥有两个 ‘*’ 

我们首先观察一级指针 int *pa =&a  这里整型变量a的类型为 int

其次观察二级指针 int**ppa = &pa  这里整型指针变量pa的类型为 int* 

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初级指针的内容就是这么多了，博主后期还会更进阶指针的内容。

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