C语言--指针初阶

C语言–指针初阶

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一、指针是什么

1. 指针是内存单元中一个最小单元的编号，也就是地址，地址唯一标识一块内存空间
2. 指针的大小是固定的4\8个字节（32位平台\64位平台）
3. 平时口语的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量

二、指针与内存的关系

1.什么是内存

内存就是电脑上的存储设备，例如买电脑的时候会告诉你，这个电脑是4/8/16/32G的内存，程序在运行的时候会加载到内存中，也会使用内存空间

2.什么是指针变量

1. 指针变量是一种变量，是专门用来存放地址的
2. int* pa = &a; //pa就被称为指针变量，因为a是整型类型，所以pa变量的类型就是int*

3.指针变量的使用

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", pa);
	*pa = 20;//*--解引用操作
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

4.指针变量的大小如何判断

对于32位的机器，假设有32根地址线，那么假设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）；
那么32根地址线产生的地址就会是：

1. 在32位的机器上，地址是32个0或者1组成二进制序列，那地址就得用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。
2. 那如果在64位机器上，如果有64个地址线，那一个指针变量的大小是8个字节，才能存放一个地址。

三、指针类型

1. 指针类型的意义

1. 指针类型决定了指针进行解引用操作的时候，一次性访问几个字节
2. char*的指针，解引用访问1个字节
3. int*的指针，解引用访问4个字节
4. float*的指针，解引用访问4个字节
   
5. 指针类型决定指针的步长（指针+1到底跳过几个字节）
   
6. 对于指针类型的应用（按字节更改变量）

#include
int main()
{
	int a = 0x11223344;
	char* pc = (char*)&a;//a是整数类型，用char*访问的时候，要进行强制类型转换
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 4; i++)//字符类型，+1跳过一个字节
	{
		*pc = 0;
		pc++;
	}
	printf("%d", a);
	return 0;
}

2. 野指针

概念：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）

2.1 野指针的成因

1. 指针未初始化

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

p是一个局部变量，没有初始化，里边是随机值

2. 指针的越界访问

#include
int main()
{
	int arr[10] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int* p = arr;
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		printf("%d ", *p);
		p++;
	}
	return 0;
}

3. 指针指向的空间释放
   

2.2 如何避免野指针

1. 指针初始化

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;//指针的初始化
	
	int* p = NULL;//NULL-空指针，专门用来初始化指针
	if (p != NULL)
	{
		//这是指针的正确用法，如果直接对空指针进行赋值操作
		//*p = 20; 这样是不会成功的，因为NULL代表空，空指针也是地址，只是不能使用的地址
	}
	return 0;
}

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. 指针使用之前检查有效性

四、指针的运算

1. 指针 ± 整数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#define N_VALUES 5
int main()
{
	float values[N_VALUES];
	float* vp;
	//指针+-整数；指针的关系运算
	for (vp = &values[0]; vp < &values[N_VALUES];)
	{
		*vp++ = 0;
	}
	return 0;
}

2. 指针-指针

• 前提是两个指针要指向同一块空间（指针类型要相同）

• 指针-指针的绝对值，得到的是两个指针之间的元素个数

#include
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	printf("%d\n", &arr[9] - &arr[0]);
	return 0;
}

2.1 案例一：求字符串的长度

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int my_strlen(char* str)
{
	int count = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len =  my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len );
	return 0;
}

采用指针相减的方法

#include
int my_strlen(char* str)
{
	char* start = str;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
	}
	return str - start;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

3. 指针的关系运算

3.1 案例一：指针比较大小

#include
#define N_VALUES 5
int main()
{
	float values[N_VALUES];
	float* vp;
	for (vp = &values[N_VALUES]; vp > &values[0]; )
	{
		*--vp = 0;
	}
	return 0;
}

五、指针与数组的关系

1. 指针和数组是不同的对象
   指针是一种变量，存放地址的，大小是4/8字节的
   数组是一组相同类型元素的集合，是可以存放多个元素的，大小取决于元素个数和元素的类型

2. 数组的数组名是数组首元素的地址，地址是可以存放在指针变量中，可以通过指针访问数组

#include
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* p = arr;
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		*p = i + 1;
		p++;
	}
	p = arr;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *p);
		p++;
	}
	return 0;
}

六、二级指针

#include
int main()
{
    int a = 10;
    int * pa = &a;
    int * * ppa = &pa;//ppa就是二级指针
    int** *pppa = &ppa;
    return 0;
}

七、指针数组

指针数组是数组，是存放指针的数组

#include
int main()
{
	//int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;
	int d = 40;
	int f = 50;
	int* arr[5] = { &a,&b,&c,&d,&f };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", *(arr[i]));
	}
	return 0;
}

1. 使用指针数组模拟3行4列的数组

#include
int main()
{
	int a[] = { 1,2,3,4 };
	int b[] = { 2,3,4,5, };
	int c[] = { 3,4,5,6 };
	int* arr[3] = { a,b,c };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}