C语言 指针笔记：地址和指针、指针变量、char是整形的、 指针变量的基类型、指针运算、指针和数组、语法糖

一、内存（也称内存储器、主存储器）基本单位

   计算机存储信息的最小单位是 位（又称比特，写作 bit，简写 b，一位为一个 0 或 1），计算机 内存 中的基本存储单位是 字节（写作 Byte，简写 B，1B = 8b，比如 00000000、11111111、01101001）

   1B 可以表示 二进制 00000000 到 11111111 的数（即十进制的 0~255）

   1GB = 1024MB，1MB = 1024KB，1KB = 1024B， 2¹⁰ = 1024（2 的 10 次方为 1024）
   所以 1GB = 1024MB = 1024 * 1024KB = 1024 * 1024 * 1024B = 1024³ B = 2³⁰ B

---

  
  

二、地址和指针的基本概念

   计算机的内存是由 一个个字节（Byte）组成的，每个字节可保存的数据为 8b（即十进制的 0-256）。计算机内存的字节数可以有很多，2GB 的内存就有 2147483648（2 * 1024³、2³¹）个字节，把这些内存用 十六进制编号：
   第 0 个字节编为为 0x0 号（前缀 0x 表示十六进制，也可写成 0X），
   第 15 个字节编为 0xF 号，
   第 16 个字节编为 0x10 号，
   第 6421984 个字节编为 0x61FDE0
   第 2147483648 个字节编为 0x80000000（将十六进制换算成二进制的话等价于 8 * 16⁷，等价于 2³ * 2^4*7，等价于 2³¹ 即 2147483648）
  
  以上计算机内存中字节的十六进制编号就称为地址，地址也就是指针存放的数据（即十六进制编号）
  指针的值就是地址（指针存放的数据就是地址），地址就是编号，也就是内存中字节的编号
  下面一图更直观的看 指针（即 指针指存放的地址）、指针地址、指针指向的地址的值（不要与指针的值搞混，指针的值 是地址，该地址上存放着数据）

	指针 p	int 类型数据 a
数值	0x666	123321
地址	0xF00	0x111

  指针 p 就是 数据 a 的地址

---

  
  

三、指针变量、char属于整型的？

1.关于字符和整数

  在 c/c++ 中 char 是整数类型 的，因为字符常量存储在计算机存储单元中时，并不是存储字符（如 a，z，# 等）本身，而是以其代码（一般采用 ASCII 代码）存储的，例如字符 ‘a’ 的 ASCII 代码时 97，因此，在存储单元中存放的是 97（以二进制形式存放），而不是字符 ‘a’。
  另一方面 char 可表示 -128 ~ 127 的数，int 可表示 -2147483648 ~ 2147483647，char 本身就是值类型的，所以说 char是整数型的，不要因为 char 可以用来表示字符就把 char 不当整型，整数和符号之间是可以转换的：

#include 
#include 

/*char为整型*/
int main()
{
	char a ='a';
	int b = 97;
	char c = '#';	/*同理，这个字符也可以转换成整数35，或用35表示字符'#'*/

	printf("字符a = %c， 整数 b 转换成字符表示 = %c， 字符 a 转换成整数表示 = %d\n", a, b, a);
	printf("用整数 97 表示字符 = %c， 90 + 7 = %c\n", 97, 90+7);

	return 0;
}

  输出结果为

字符 a = a， 整数 b 转换成字符表示 = a， 字符 a 转换成整数表示 = 97
用整数 97 表示字符 = a， 90 + 7 = a

  
  

2.指针变量

  言归正传，平时保存的数据类型一般都是基本类型的数据，如整型 int / long / shore / char、实型 float / double，如果要保存地址怎么办呢？
  地址不能被保存到普通变量中，这时候就到指针变量出场了，指针变量这种变量是专门用来保存地址的，指针变量也可简称为指针
  如何定义指针变量呢，如果有定义整型变量 a int a = 1;，为了保存 a 的地址，我们可以定义这样一个指针 p ：
  定义指针变量和定义普通变量的形式类似，只需要在变量名前加 * 号

#include 
#include 

/*定义指针*/
int main()
{
	int a = 1;
	int *p;	/*定义指针，也可以写成 
	int* p; 
	int * p;*/
	p = &a;	/*将a的地址保存到指针p中*/
	
	printf("整数a=%d的地址是%#x,\n指针p的地址是：%#x\n", a, p, &a);

	return 0;
}

  输出结果：

整数 a = 1 的地址是 0x61fe14,
指针 p 的地址是：0x61fe14

  注意这里的 *号 不是 *指针运算符 ，* 号是一个标志，有了 * 号才表示所定义的是指针变量，才能保存地址
  1.变量名是 p，不是 *p
  2.变量 p 的类型是 int * ，不是 int
  指针变量 p 保存了普通变量 a 的地址，就是 “对准了” 普通变量 a ，因为可以通过 p 中所保存的这个地址来访问变量 a（就是存取变量 a）。我们称：

指针变量 p 指向了变量 a

或称：

p 是指向变量 a 的指针变量、

p 是指向变量 a 的指针

  
  在一条定义语句中可以同时定义多个指针变量、普通变量

	double *m, n;
	int *x, *y, z;	/*定义指针时必须有* 号，否则就是普通变量*/
	int* a, b, c;	/*定义了一个指针 a，和两个普通变量 b、c，并非定义3个指针*/

---

  
  

四、指针变量的基类型

  上面说到指针变量时，提到过：
  

2.变量 p 的类型是 int *

  “ int * 类型 ” 是什么含义呢？它表示指针变量 p 所指向的数据类型是 int 型，也就是说将来 p 要保存一个地址，但这个地址有讲究，必须是一个 int 型数据的地址才能被保存
  
   int * 中 int 表示该指针变量将保存何种类型数据的地址，换句话说是指针变量所能指向的数据类型，该类型称为指针变量的基类型
  
  指针变量要保存的地址必须是基类型这种类型数据的地址，指针变量只能指向同基类型的数据
  
void 基类型的指针：

	void *p;	/*该指针能指向任何基类型的数据*/
	int a = 1;
	float b = 3.14;
	double c = 3.333;
	char d = 'd';
	
	p = &a;	/*p指向a*/

	p = &b;	/*p指向b*/

	p = &c;	/*p指向c*/

	p = &d;	/*p指向d*/

---

  
  

五、指针变量赋值

   变量定义了不赋初值，其值就会是随机数
   指针也一样，定义了不赋初值，其保存的地址就会是随机地址，即指向内存中随机的数据，这很危险，说不定指向的是系统运行所必须的一个很重要的数据，如果通过指针修改指向的数据，可能系统就崩溃了（虽然并不会这样，系统的文件一般会有保护的，没那么容易修改），所以为了避免悲剧，指针必须赋初值

	int a = 100;
	/*以下赋值都是正确的*/
	int *p = &a;	/*第一种，其含义是p=&a而不是*p=&a，*是和 int结合的 */

	int *p;
	p = &a;	/*第二种*/

	int *p = 0;	
	int *p = NULL;	/*第三种，不允许把整数赋值给指针，0除外，字符NULL的ASCII为0*/

   针对第三种赋值，系统规定，如果一个指针变量里保存的地址为0，则说明这个指针变量不指向任何内容，叫做空指针。

---

  
  

六、指针的两个运算符

   1. & 取址运算符，获取变量地址
   2. * 指针运算符（或称间接访问运算符），获取或改写以指针 p（ p 指向的地址）为地址的内存单元的内容（注意别和定义时的 * 号 搞混了），如：

	int a = 101;
	int *p = &a;
	printf("*p 的值为 %d， a 的值为 %d", *p, a);	/*输出两个101*/

   因为 p 保存的是 a 的地址，* p 就是取 a 地址保存的数据（101），* p 等价于 a
   & 和 * 运算符的运用：

#include 
#include 

/*&和*的运用*/
int main()
{
	int a = 1, x = 2, *p;
	p = &a;
	x = *p;	/*等价于x=a*/
	*p = 5;	/*等价于a=5*/
	
	printf("%d %d %d", a, x, *p);	/*输出5 1 5*/
	
	return 0;
}

   int a = 5, *p = &a;
   p 表示指针 p 保存的值（ a 的地址）

   &p 表示指针 p 本身的地址

   * p 表示指针 p 指向的数据，是变量 a

  &、* 互为逆运算，即一个 & 和 * 可以相互抵消如：*&p 等价于 p 等价于 &a 、*&*&*&*p 等价于 *p 等价于 *a

   利用指针比较两数大小：

#include 
#include 

/*利用指针比较两数大小*/
int main()
{
	int a = 0, b = 1, *p, *q, *t;
	p = &a;
	q = &b;

	scanf("%d %d", p, q);	/*p，q也可以用&a，&b代替*/

	if(a < b)
		t = p, p = q, q = t;
	printf("最大值：%d， 最小值%d", *p, *q);

	return 0;
}

  a、b 本身的值没变，变的只是指针 p、q 指向的数据，p 指针指向最大的数，q 指向最小的数

---

  
  

七、指针和一维数组

  如有定义一维数组 int a[5] = {1, 3, 0, 5, 9};
  那么指针 int *p = &a[0] 则指向 a[0]，指针指向的数组类型也必须同基类型的数组
  此时，如果 p + 1; printf("%d", *p); ，会输出什么？答案是输出3
  如果有定义指针 int *q = &a[3];，那么 printf("%d", q - p); 会输出什么？答案是 2

#include 
#include 

/*指针加减整数、指针相减*/
int main()
{
	int a[5] = {1, 3, 0, 5, 9};
   	int *p = &a[0], *q=&a[3];
   	
	/*指针加整数*/
   	p++; 
   	printf("p + 1：%d\n", *p);	/*输出 a[0+1]，下标 +1，即 a[1]，值为 3*/

	/*指针之间相减*/
	printf("q - p：%d", q-p);		/*输出 2，下标之间相减 3-1=2*/

    return 0;
}

  输出结果：

	p + 1：3
	q - p：2

  1.指针 p ± 整数 n，不是简单的将指针 p 保存的地址加减整数 n，而是加减 n 个“单位”，即 n 个“数组元素”的字节数，也可以理解成数组下标的加减，运算法则：

p ± n = p 中保存地址值 ±（每元素字节数*n）

  
  2.两指针相减，结果为两个地址间相差的单位个数（数组元素个数），运算法则：

p2 - p1 = (p2 保存地址 - p1 保存地址) / 每元素字节数

  
  通过两指针相减，可以求出指针 p 指向的数组元素的下标：

	int a[10] = {1, 3, 2, 4, 5, 7, 9, 6, 8, 0};
   	int *p = &a[4];

	printf("指针 p 指向的数组元素的下标是：%d", p - &a[0]);	/*输出4 */

  输出结果：

指针 p 指向的数组元素的下标是：4

---

  
  

八、一维数组的指针：一维数组名是指针变量？

  int a[5]; 对于一维数组名 a 有：我们可以用 a 来表示数组 a 的首地址（即 &a[0]），a 是一个假想的“指针变量”，它本质上是数组 a 的名字且它表示的地址不能被改变（也有人称数组名 a 是指针常量），所以在对指针变量赋值时可以这样：

	int a[5] = {1, 3, 5, 7, 9};
	int *p;
	/*以下两种写法都可以*/
	p = &a[0];	/*写法一*/
	p = a;	/*写法二*/
	
	/*对于数组元素，a[i]等价于p[i]*/
	printf("%d %d", a[3], p[3]);	/*输出两个7*/

  输出结果：

 7 7

1.指针的语法糖、两个重要公式

  数组名 a 是 “指针变量” ，具有指针变量的所有特性（只要不改变 a 的值 ）
  语法糖也叫糖衣语法，在不改变原语法意思的基础上用另一种更简单、可读性更好的语法表示，这种可读性更好的语法就叫语法糖，例如：
  int a[5], *p = a; ，前面学习了 间接访问运算符、指针加减法，*(a + i) 和*(p + i) 实际上都是表示数组元素 a[i] ，a[i] 就是 *(a+i) 和 *(p+i) 的语法糖
  公式 1：

*(a + i) 等价于 a[i]

  
  对公式 1 两边同时做 & 运算，得到公式 2：

a + i 等价于 &a[i]

  公式 1、2 不仅适用于数组名，也适用于所有类型指针变量（一级指针、二级指针乃至更高级别的指针变量，也就是说公式 1、2 也可以写成 *(p + i) 等价于 p[i]） 、 p + i 等价于 &p[i]
  

2.间接访问运算符与++、-- 的优先级

	int a[] = {1, 3, 5, 7}, *p = a + 1;
	printf("%d ", *p++);	/*p++是在语句结束后才p=p+1的，所以相当于*(p++);*/
	printf("%d ", ++*p);	/*此时p指向a[2]值为5，先做*p，然后（*p）+1，不影响 a[2]值*/
	printf("%d ", (*p)++);	/*跟上一句相同，是*p+1，不是*(p+1) */
	printf("%d ", *++p );	/*这个就是*(p+1) */

  输出结果为

 3 6 6 7

  
  

使用指针逆置数组，然后遍历输出

#include 
#include 

/*使用指针将数组头变尾、尾变头，然后顺序输出数组*/
int main()
{
    int a[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    int *p, *q, t;

    p = a;   /*或p=&a; p=&a[0]*/
    q = &a[9];	/*或q=&a+9;不能写成a[9],a[9]表示的是值9*/

    /*交换头尾元素*/
	while(p<q)
	{
		t = *p, *p = *q, *q = t;
		p++, q--;
	}

	/*输出数组*/
	for(p = a; p <= &a[9]; p++)
		printf("%d ", *p);

    return 0;
}

  输出结果为

 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0