C语言中指针的说明

news2024/11/16 21:48:33

什么是指针？

在C语言当中，我们可以将指针理解为内存当中存储的地址，就像生活当中，一个小区里面，在小区里面有很单元，每一栋单元，单元内的房间有着不同的房间号，我们可以同过几栋几单元去寻找我们想要找到的房间，同样的，我们在C语言当中，指针就是我们寻找想要的房间的一种手段。

指针变量和地址

上面那一段话，已经让我们初步理解了指针

我们可以看一下这一段代码

其中 0x0115F95C 0x0115F95D 0x0115F95E 0x0115F95F这4个字节代表着a=10所代表的地址，并且每一个字节都是代表着地址

下面我们将通过&（取地址操作符来得到a的地址）

这边显示的结果是同上面通过内存调试出来的结果是相同的

这里我们通过&符号将a的地址存储到指针变量p 并且类型为int*的指针

指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。

上面那张图我们可以看到 int*p=&a;

那么*p=&a有什么用处呢？

#include<stdio.h>
int main()
 {
     int a = 100;
     int* pa = &a;
     *pa = 0;
     return 0;
 }

上面那一段代码我们通过*pa来改变了a的值，结果如下图

有同学肯定在想，这⾥如果⽬的就是把a改成0的话，写成 a = 0; 不就完了，为啥⾮要使⽤指针呢？其实这⾥是把a的修改交给了pa来操作，这样对a的修改，就多了⼀种的途径，写代码就会更加灵活，后期慢慢就能理解了。

指针变量的大小（在VS2022中）

分别为x86以及x64环境下面

我们可以看到指针变量的大小在统一环境下面他们的大小是相同的

结论：

• 32位平台下地址是32个bit位，指针变量⼤⼩是4个字节

• 64位平台下地址是64个bit位，指针变量⼤⼩是8个字节 X64环境输出结果

• 注意指针变量的⼤⼩和类型是⽆关的，只要指针类型的变量，在相同的平台下，⼤⼩都是相同的。

指针变量的意义以及和地址的关系

那么指针变量大小有什么意义呢？

我们看下面两段代码

 //代码1 
#include <stdio.h>
 int main()
 {
     int n = 0x11223344;
     int *pi = &n; 
    *pi = 0;   
    return 0;
 }

 //代码2 
#include <stdio.h>
 int main()
 {
     int n = 0x11223344;
     char *pc = (char *)&n;
     *pc = 0;
     return 0;
 }

这两个代码的结果是代码1会将n的4个字节全部改为0，但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。

结论：指针的类型决定了，对指针解引⽤的时候有多⼤的权限（⼀次能操作⼏个字节）。⽐如： char* 的指针解引⽤就只能访问⼀个字节，⽽ int* 的指针的解引⽤就能访问四个字节。

指针变量的地址变化

 #include <stdio.h>
 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;
 }

我们可以看出， char* 类型的指针变量+1跳过1个字节， int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节。

这就是指针变量的类型差异带来的变化。

结论：指针的类型决定了指针向前或者向后走⼀步有多大（距离）。

指针运算指针的基本运算有三种：

• 指针+-整数

• 指针-指针

• 指针的关系运算

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）

导致野指针的原因：1. 指针未初始化 2. 指针越界访问 3. 指针指向的空间释放

避免野指针的方面：1.指针初始化 2.⼩⼼指针越界 3.指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤之前检查有效性 4.避免返回局部变量的地址

assert断言包含在assert.h 头⽂件定义了宏 assert() ，⽤于在运⾏时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报错终⽌运⾏。这个宏常常被称为“断⾔”。

assert(p != NULL);

用来验证变量p是否等于NULL 。如果确实不等于 NULL ，程序继续运⾏，否则就会终⽌运⾏，并且给出报错信息提⽰。

传值调用和传址调用

传值调用

 #include <stdio.h>
 void Swap1(int x, int y)
 {
     int tmp = x;
     x = y;
     y = tmp;
 }
 int main()
 {
     int a = 0;
     int b = 0;
     scanf("%d %d", &a, &b);
     Swap1(a, b);
     printf("交换前： a=%d b=%d\n", a, b);
     printf(" 交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
     return 0;
 }

结论：实参传递给形参的时候，形参会单独创建⼀份临时空间来接收实参，对形参的修改不影响实参。所以Swap1是失败的了。

传址调用

#include<stdio.h>
void Swap2(int*px, int*py)
 {
     int tmp = 0;
     tmp = *px;
     *px = *py;
     *py = tmp;
 }
int main
 {
     int a = 0;
     int b = 0;
     scanf("%d %d", &a, &b);
     printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
     Swap2(&a, &b);
     printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
     return 0;
 }