【C语言】指针

news2024/9/22 5:38:48

文章目录

指针
作为参数的指针
访问某个地址上的变量*
指针的应用
数组和指针
数组变量是特殊的指针
指针常量和常量指针
数组指针和指针数组
常见错误
指针运算
动态内存分配

指针

一般用p来表示一个指针，来自pointer

一个指针类型的变量就是保存地址的变量。
变量的值是内存的地址
普通变量的值是实际的值
指针变量的值是具有实际值的变量的地址

取地址运算符&
取值运算符*

int* p=&i；//表示p是一个指针，它指向的是一个int，现在把i的地址交给这个p指针
int* p,q;//无论*号靠近int还是靠近p，都只是表示p是个指针，q不是一个指针是一个普通变量
int *p,q;
int *p,*q;//p和q前面都有一个*号才表示p和q都是指针

作为参数的指针

void f(int *p);//f函数要一个int的指针
//在被调用的时候得到了某个变量的地址
int i=6;
f(&i);
//在函数里面可以通过这个指针访问外面的这个i

在这里插入图片描述
变量i里面存放了6，地址是70，把里面的地址取出交给f函数里面的变量p，p的值是70，于是可以说p是一个指针指向了i这个变量。

访问某个地址上的变量*

*是一个单目运算符，用来访问指针的值所表示的地址上的变量。

例：*p表示变量i的值6
在这里插入图片描述

可以做左值也可以做右值。

int k=*p;
*p=k+1;

指针的应用

1、指针返回多个结果
① 函数返回值返回结果只能返回一个
② 函数返回多个值，某些值就只能通过指针返回，传入的参数实际上是需要保存带回的结果的变量

2、函数返回运算的状态，结果通过指针返回
① 常用的套路是让函数返回特殊的不属于有效范围内的值来表示出错：-1或0 (在文件操作会看到大量的例子)。
② 但是当任何数值都是有效的可能结果时，就得分开返回了。
③ 后续的语言(C++,Java) 采用了异常机制来解决这个问题。

数组和指针

函数参数表中的数组实际上是指针，数组名代表数组首地址的值。

a为数组首元素的地址； &a为整个数组的地址。

sizeof(a) == sizeof(int*)

可以用数组的运算符[]进行运算

int sum(int *ar,int n);
等价于：
int sum(int ar[],int n);

int sum(int *,int);
等价于：
int sum(int [],int);

//不是表示类型等价，是表示在参数表中出现是等价的。

数组变量是特殊的指针

数组变量本身表达指针：

int a[10];
int *p=a;//数组变量本身表达指针，无需用&取地址

数组单元表达的是变量：

a==&a[0];//数组单元表达的是变量，需要用&取地址

[]运算符可以对数组做，也可以对指针做：

p[0] 等价于 a[0]

*运算符可以对指针做，也可以对数组做：

*a=25;

数组变量是const的指针，不能被赋值：

int a[];
等价于
int *const a;

const int a[] = {I,2,3,4,5,6};
数组变量已经是const的指针了，这里的const表明数组的每个单元都是const int，所以必须通过初始化进行赋值。

保护数组值
因为把数组传入函数时传递的是地址，所以那个函数内部可以修改数组的值，为了保护数组不被函数破坏，可以设置参数为const

int sum(const int a[], int length);

指针常量和常量指针

指针常量——指针类型的常量（int *const p）
本质上是一个常量，指针用来说明常量的类型，表示该常量是一个指针类型的常量。在指针常量中，指针自身的值是一个常量，不可改变，始终指向同一个地址。

int a=10;
int *const p=&a;
p++;//报错，p指向的地址是一定的
*p=30;//p指向的地址是一定的，但其指向的内容可以修改

常量指针——指向“常量”的指针（const int *p，int const *p）
本质上是一个指针，常量表示指针指向的内容，说明该指针指向一个常量。在常量指针中，指针指向的内容是不可改变的，指针看起来好像指向了一个常量。

int a=10;b=20;
const int *p=&a;
p=&b;//指针可以指向其他地址，但是内容不可以改变
*p=30;//报错，指针的内容不可以改变

数组指针和指针数组

数组指针——指向数组的指针

指针数组——装着指针的数组

常见错误

地址变量没有被赋值之前，没有得到任何实际变量的地址之前，不能通过它用*访问任何的数据。

指针运算

这些算术运算可以对指针做：
给指针加、减一个整数(+, +=, +, -=)
递增递减(++/–)
两个指针相减……

指针+1

给一个指针+1表示要让指针指向下一个变量
如果指针不是指向一片连续分配的空间，
如数组，则这种运算没有意义。

int a[]={1,2,3,4,5};
int *p=a;
printf("%p\n",p+1);//指针值+1实际上加的是sizeof

//*p等价于a[0], *(p+n)等价于a[n]
printf("%d\n",*(p+1));
等价于
printf("%d\n",a[1]);

两个指针相减

//得到的是在该范围内数组范围内的元素的个数
int a[]={1,2,3,4,5};
int *p=a;//同int *p=&a[0];
int *p1=&a[5];
printf("%d\n",p1-p);

输出：5

//得到指针相减的字节大小
int b=(int)p1-(int)p;
printf("%d\n",b);

输出：20  //一个int型元素是4个字节，一个char型元素是1个字节

*p++

① 取出p所指的那个数据来，完事之后顺便把p移到下一个位置去
② *的优先级虽然高，但是没有++高
③ 常用于数组类的连续空间操作
④ 在某些CPU上，这可以直接被翻译成一条汇编指令

指针比较

<, <=, ==, >, >=, != 都可以对指针做
比较它们在内存中的地址
数组中的单元的地址肯定是线性递增的

0地址

① 当然你的内存中有0地址，但是0地址通常是个不能随便碰的地址，所以你的指针不应该具有0值，因此可以用0地址来表示特殊的事情：
返回的指针是无效的
指针没有被真正初始化(先初始化为0)
② NULL是一个预定定义的符号，表示0地址
③ 有的编译器不愿意你用0来表示0地址

指针的类型

① 无论指向什么类型，所有的指针的大小都是一样的，因为都是地址
② 但是指向不同类型的指针是不能直接互相赋值的，这是为了避免用错指针

char a[]={1,2,3,4,5};
int a[]={1,2,3,4,5};
char *p=a;
int *q=b;
*q=0;
p=q;
//p指向char类型，一个char类型元素占1个字节，
//q指向int类型，一个int类型元素占4个字节,
//q给p赋值会导致p[0]-p[3]都被赋值

在这里插入图片描述

指针的类型转换

① void表示不知道指向什么东西的指针，计算时与char相同(但不相通)；
② 指针也可以转换类型
int p = &i; voidq = (void*)p;
这并没有改变p所指的变量的类型，而是让后人用不同的眼光通过p看它所指的变量：我不再当你是int了，我认为你就是个void！

用指针来做什么

① 需要传入较大的数据时用作参数；
② 传入数组后对数组做操作；
③ 函数返回不止一个结果，如swap()；
④ 需要用函数来修改不止一个变量；
⑤ 动态申请的内存……

动态内存分配

malloc

void* malloc(size_ t size);
向malloc申请的空间的大小是以字节为单位的，返回的结果是void*，需要类型转换为自己需要的类型
(int*)malloc(n*sizeof(int));

#include<stdlib.h>//需要加头文件<stdlib.h>

int *a=(int*)malloc(n*sizeof(int));
//(int*)强制装换为int类型，molloc需要的参数是这个数组占据的空间，以字节为单位的，所以用乘以sizeof()

free(a);//释放空间