C语言——初始指针

C语言——初始指针

指针
本章重点

1.指针是什么
2.指针和指针类型
3.野指针
4.指针运算
5.指针和数组
6.二级指针
7.指针数组

指针是什么

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变量单元，可以说，地址指向变量单元。因此，将地址形象化的成为指针。意思是通过它能找到以他为地址的内存单元。

我们可以这样理解:

内存：

指针：

指针是个变量，存放内存单元的地址（编号）。
相应的代码：

#include 
int main()
{
	int a = 10;//在内存中开辟一个int类型大小的空间
	int* p = &a;//这里，我们对变量a，取出他的地址，可以使用&操作符
				//将a的地址存放在指针p变量中，p就是一个指针变量
	return 0;
}

***总结：***指针就是变量，用来存放地址的变量。
那么，这里就出现了问题？

• 一个小的单元到底是多大（一个字节）
• 如何编址？

经过仔细的计算和权衡，我们发现一个字节给一个对应的地址是比较合适的。
对于32位机器，假设有32根地址线，那么假设每根地址线在寻址的是产生一个电信号正电/负电（1或0）
那么32根地址线产生的地址就会是：

00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000001
…
111111111 111111111 111111111 111111111

这里有2的32次方个地址。
每个地址标识一个字节，那我们就可以给出 （2^32Byte == 2^32/1024kb == 2^32/1024/1024mb == 2^32/1024/1024/1024gb == 4gb ）4G的空闲进行编址。
同样的方法，那么64位的机器，如果给64根地址线，给出的编制空间就可以得到。
这里我们就明白：

• 在32位的机器上，地址是32个0或者1组成的二进制序列，那地址就得到用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小应该是4个字节。
• 那如果在64位机器上，如果有64根地址线，那一个指针变量的大小就是8个字节，才能存放一个地址。

总结：

• 指针是用来存放地址的，地址是唯一标识一块地址空间的。
• 指针的大小在32位平台是4个字节，在64位平台是8个字节。

指针和指针类型

当有这样的代码时：

int num = 10;
p = #

要将&num（num的地址）保存到p中，我们知道p就是一个指针变量，那他的类型是什么样的呢？我们给出指针变量的相应类型

char* pa = NULL;
int* pi = NULL;
short* ps = NULL;
long* pl = NULL;
double* pd = NULL;
float* pf = NULL;

这里，我们呢可以看出，指针的定义方式是：type+* 。其实，char类型的指针是为了存放char类型变量的地址，int是为了存放int类型变量的地址……

指针±整数

#include 
int main()
{
	int n = 10;
	char* pc = (char*)&n;
	int* pi = &n;
	printf("%p\n", &n);
	printf("%p\n", pc);
	printf("%p\n", pc + 1);
	printf("%p\n", pi);
	printf("%p\n", pi + 1);
	return 0;
}

**总结：**指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）

指针的解引用

#include 
int main()
{
	int n = 0x11223344;
	char* pc = (char*)&n;
	int* pi = &n;
	*pc = 0;//重点看调式过程中内存的变化
	*pi = 0;//重点看调式过程中内存的变化
	return 0;
}

***总结：*指针的类型决定了对指针解引用的时候有多大的权限（能操作几个字节）。例如：char 的指针解引用就只能访问一个字节，而int 的指针解引用就能访问四个字节。

野指针

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
	*p = 20;
	return 0;//报错
}

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arr的范围时，p就是野指针
	}
	return 0;
}

3.指针指向的空间释放

之后讲动态内存开辟的时候会讲到。

那么，如何规避野指针 呢？

1. 指针初始化
2. 小心指针越界
3. 指针指向空间释放使置NULL
4. 指针使用之前检查有效性

指针运算

• 指针±整数
• 指针±指针
• 指针的关系运算

指针±整数

int arr[10] = { 0 };
	int* p = arr;
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 11; i++)
	{
		*(p++) = i;
	}

指针-指针

int my_strlen(char* s)
{
	char* p = s;
	while(*p != '\0')
		p++;
	return p - s;//指针-指针表示两指针之间相隔多少元素
}

指针的关系运算

for(a = &arr[10]; a > &arr[0]; a++)
{
	*--a = 0;
}

标准规定

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。

指针与数组

我们已经知道了，数组名就数组首元素的地址。

那么，我们这样写代码就是可行的：

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int* p = arr;//p存放的是数组arr首元素的地址

既然可以把数组名当成地址存放到一个指针中，那么我们使用指针来访问数组就成为可能了。

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

所以：p+i 其实计算的是数组 arr 下标为 i 的地址。

那么，我们就可以直接通过指针来访问数组。

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

二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存放到哪里呢？这就是二级指针

对于二级指针的运算有：

*ppa 通过对 ppa 中的地址进行解引用，这样找到 pa，*ppa其实访问的就是pa

int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b

**ppa 先通过 *ppa找到 pa ，然后对 pa 进行解引用操作：*pa，那就找到了 a。

**ppa = 30;
//等价于 *pa = 30；
//等价于 a = 30;

指针数组

指针数组是数组，是存放指针的数组。

数组我们知道有整形数组，有字符数组。

int arr1[5];
char arr2[6];

那指针数组是怎样的呢？

int* arr3[5];

arr3是一个数组，有五个元素，每个元素是一个整形指针