C语言学习笔记（十）--指针
1变量指针
变量的指针就是指向变量的地址，专门用来存放变量地址的变量称为指针变量。
1.1指针变量的定义
指针变量是专门用来存放地址的变量，C语言将它定义为指针类型。指针变量也是变量，但指针变量中存放的不是变量的值，而是地址。
定义指针变量的一般格式是：
类型标示符 *指针变量名;
例如：
int *pa,*pb;
float *q;
注：1这种语句仅仅是定义了指针变量，并没有明确的声明指向某一具体变量。
2指针变量前面的“*”代表该变量的类型是指针型的变量，因此它的变量名实pa和pb，而不是*pa、*pb；
1.2指针变量的赋值与引用
和普通变量一样，指针变量只有赋值之后才有意义，指针变量中存放的是变量的地址，所以就不允许用户随意为其赋常量值，一般情况下，指针变量可以通过取地址运算符和地址赋值运算来赋值。
取地址运算符“&”可以加在变量和数组元素前面来取得他们的内存地址，因为指针变量也是变量，所以该运算符也可以加在指针变量前面取值，例如：
int n1,n2;
int *p1,*p2,*p3;
float x,*p4,y;
p1=&n1;
p2=&n2;
p3=p2;
又上可知，指针变量的赋值方式是：
指针变量名=&变量名；
指针变量名=另一个已经赋值的指针变量；
指针变量的类型必须保证与其存放的变量类型是一致的，但有一个是例外的，就是C语言中允许出现空指针，也就是值是0的指针，含义是指针无指向，常用来判断返回指针的函数是否成功的标志。
当指针变量指向基本变量以后，就可以利用间接访问的方法来访问数据，此时使用取内容运算符“*”来访问数据，该运算符是通过指针变量来访问它所指向的变量时使用的运算符，基本格式为：
*指针变量
一旦将变量的地址赋值给指针变量后，那么*指针名和变量名是等价的，除非改变指针变量的指向，否则对指针的修改都会影响变量的值。例如：
int x,y1,*pi;
double d;
pi=&x;
x=1;
/*此时执行下面语句*/
y1=*pi+9;
实际上等价于：y1=x+9;
下面是使用指针变量的例子代码：
#include "stdio.h"
main() {
int num=12, *pt; /*定义一个指向int型数据的指针变量pt */
float pi=3.14, *pf; /*定义一个指向float型数据的指针变量pf */
char ch='m', *pc; /*定义一个指向char型数据的指针变量pc */
pt=# /*取变量num的地址，赋值给pt */
pf=π /*取变量pi的地址，赋值给pf */
pc=&ch; /*取变量ch的地址，赋值给pc */
printf("num=%d, *pt=%d\n", num, *pt);
printf("pi=%4.2f, *pf=%4.2f\n", pi,*pf);
printf("ch=%c, *pc=%c\n", ch, *pc);
}
指针交换：
#include "stdio.h"
main(){
int a,b;
int *p1,*p2,*p;
p1=&a; p2=&b;
scanf("%d%d",p1,p2);
if (a<b){
p=p1;p1=p2;p2=p; } /*交换的是地址不是地址里面的内容*/
printf("the max is %d.\n",*p1);
}
内容交换：
#include "stdio.h"
main() {
int a,b,t;
int *p1,*p2;
p1=&a; p2=&b;
scanf("%d%d",&a,&b);
if (a<b){
t=*p1;* p1=*p2;*p2=t;} /*交换的是地址里面的内容不是地址*/
printf("the max is %d.\n",*p1);
}
2指针变量的运算
指针也就是地址，指针变量也可以进行某些运算。
2.1&和*运算
&是取地址运算符，功能是取变量的地址。
*是取值运算符，功能是取指针变量保存的地址所在的内存内容。
如：
int a;
int *p;
p=&a;
此时*p与a是相同的，表示同一个变量，简单的讲，*和&是互逆的运算。
2.2++和--运算
在C语言中，指针也可以进行自加和自减运算以及与整数做加减运算。但指针运算与整数运算不同，它与指针所执行的变量大小有关.
在指针的应用中，经常会出现指针的加1或减1与*运算符相结合的情况，例如：
*p++含义是访问指针p指向的数据，然后指针变量后移一个元素的位置。
*(p++)含义是指针变量后移一个元素的位置，然后访问元素。
假设p指向整型变量a，那么有以下结论：
1(*p)++与a++等价；
2*(p++)与*p++都能得到变量a的值，但p已经不再指向a；
3*p+1与a+1等价；
4(*p)++与*p++是不同的。
2.3比较运算符
一般情况下，当两个相同类型的指针变量被正确赋值后，就可以对指针变量进行比较运算。相同类型的指针变量的运算关系包括：>、<、>=、<=、==、!=。例如比较两个相同类型的指针，如果他们相等，就说明他们指向同一个地址。
在比较时，高地址大于低地址。
指向不同数据类型的指针之间进行比较关系运算是没有意义的。但是一个指针可以和NULL(0)做等或不等的关系运算，用来判断该指针是否为空。
2.4减法运算
C语言运行两个类型相同的指针变量进行相减，操作结果是两个指针之间的元素个数，实际上是两个指针地址相减之差再除以数据类型的长度。
指针运算例子代码：
#include "stdio.h"
main(){
int a=10,b=30,*p1=&a,*p2=&b; /*定义指针变量，同时给指针变量初始化*/
printf("%d %d %d %d %x %x %x
%x\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2); /*输出数据，比较观察数据之间的联系*/
a++;(*p2)++; /*变量和指针指向的变量的自加运算比较*/
printf("%d %d %d %d %x %x %x
%x\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
*p1++;*p2--; /*自加（减）运算与指向运算的优先级比较*/
printf("%d %d %d %d %x %x %x
%x\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
a=123;*p2=99;b=88; /*对指针变量的赋值*/
printf("%d %d %d %d %x %x %x
%x\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
p1++;p2++; /*地址改变以后，数据值与地址的变化*/
printf("%d %d %d %d %x %x %x
%x\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
printf("%d %d\n",p1-p2,p2-p1); /*指针变量的相减*/
}
3指针变量作为函数的参数
在函数部分我们知道可以使用return语句返回函数值，这种方式只能返回一个数据，但使用指针可以实现对数据的间接访问，用指针作为函数的参数，返回后就可以修改多个值了。
例子：调用函数，计算两个数相加和相减的值，并在main函数中打印。
#include "stdio.h"
void fun ( int x , int y,int *pa,int *ps ) { /*两个数交换，形参为指针*/
int add=0 , sub=0 ;
*pa=x+y ;
*ps=x–y ;} /*指针内容改变*/
main ( ){
int a , b , add=0 , sub=0 ;
scanf ( " %d %d " , &a , &b ) ;
printf ( " a=%d , b=%d \n " , a , b ) ;
fun ( a , b,&add,&sub) ;
printf ( " %d + %d =%d \n " , a , b , add ) ;
printf ( " %d – %d =%d \n " , a , b , sub ) ;}
在利用指针作为函数的参数是，要了解在调用函数中如何正确的使用指针变量才可以改变参数的值，例如要交换两个数据的值，可以由3种方式：
3.1以普通变量作为参数完成交换：
void swap1(int x,int y){
int temp;
temp=x,x=y,y=temp;
}
这种调用仅仅是在函数中将数据交换了，当函数调用结束，返回到主函数中时，形参内存被释放，实际并没有交换。
3.2以指针变量作为参数实现数据交换：
void swap1(int *p1,int *p2){
int *p;
p=p1,p1=p2;p2=p;
}
这种交换同样实现不了功能，调用结束后仅仅是实现了两个指针指向的交换，而并没有实现真正的数据交换。
3.3交换指针变量所指向的内容：
void swap4(int *p1,int *p2){
int temp;
temp=*p1,*p1=*p2,*p2=temp;
}
这样才算实现了真正的数据交换。
4指针与一维数组
数组是一组相同类型数据的集合，数组中各个元素在内存占据连续的存储单元，每个内存单元都有相应的地址。数组所在内存单元的首地址称为数组的指针，数组元素所在内存单元的首地址称为数组元素的指针，数组指针和数组元素指针是两个不同的概念。
4.1指向一维数组元素的指针
不带方括号的数组名就是该数组的指针，可以把数组名或者第一个元素的地址赋值给指针。例如以下几个语句是合法的：
int a[5],*p,*q;
p=a; //保存数组的首地址
q=&a[3]; //保存数组中第四个元素的地址
由于数组名代表一维数组的首地址，也就是第0个元素的地址，因此以下两条语句是等价的：
p=a;
p=&a[0];
4.2用指针访问一维数组元素
指针指向数组之后，就在指针和数据之间建立了联系。可以通过指针访问数组的各个元素，当然也可以使用下标访问数组元素，但是使用指针访问能使程序占用内存更少，运行速度更快。以下代码借助指针实现了数组元素的输入和输出：
#include "stdio.h"
main(){
int arr [10], *pa=arr, i;
printf("Input 10 numbers: ");
for(i=0; i<10; i++)
scanf("%d", pa+i); /*使用指针变量来输入数组元素的值*/
printf("array[10]: ");
for(i=0; i<10; i++)
printf("%d ", *(pa+i)); /*使用指向数组的指针变量输出数组*/
printf("\n");
}
由于指针是变量，在元素的处理过程中，可以通过对地址的运算，直接得到元素的地址，然后访问数据元素，上面的代码也可以写成：
#include "stdio.h"
main(){
int arr [10], *pa=arr;
printf("Input 10 numbers: ");
for(;pa<arr+10;pa++)
scanf("%d", pa); /*使用指针变量来输入数组元素的值*/
printf("array[10]: ");
pa=arr;
for(;pa<arr+10;pa++)
printf("%d ", *pa); /*使用指向数组的指针变量输出数组*/
printf("\n");
}
这种访问方式也成为指针法访问数组中的元素，能够提高程序质量。在使用指针时应特别注意指针的越界问题，注意指针变量的变化。
例子：使用指针变量统计输入数据中的正数个数。
#include "stdio.h"
main() {
int a[10];
int i,*p,count=0;
for(i=0;i<10;i++)
scanf("%d",a+i);
printf("\n");
for(p=a;p<a+10;p++) { /*指针可以移动10次*/
if (*p>0) {
count ++;
printf("%d",*p);
if (count % 4==0) printf("\n");
}
}
}