C语言指针·入门用法超详解

news2024/11/26 12:34:10

目录

1.  什么是指针

2.  指针变量的定义格式

3.  指针的作用

3.1  查询数据

3.2  存储数据（修改数据）

3.3  操作其他函数中的变量

 3.4  函数返回多个值

3.5  函数的结果和计算状态分开

1.  什么是指针

        通过内存地址，指向的空间，我们可以对空间的数据进行修改，而这个内存地址就被称为指针。

        在代码当中，我们会拿一个变量将指针进行存起来，那么这个变量就叫做指针变量。

        通常情况下，我们会将指针变量，称为指针，但我们需要了解，真正的指针，实际上是指针变量存起来的内存地址。

2.  指针变量的定义格式

        指针变量起始就是存着指针的变量，本身也是变量，而我们变量的定义格式是：

数据类型  变量名；

        但如果我们要是这样声明指针变量，那么就无法和普通变量做一个区分，因此我们将指针的数据类型和变量名之间加一个“*”进行区分：

数据类型  *  变量名；

        对于指针变量的数据类型要跟指向的变量类型保持一致，例如：

int a =10;
int* p1=&a;

double b = 10;
double* p2 =&b;

        对于指针变量的*可以理解为这是一个标记，见到*我们可以理解为此时声明的变量为指针变量，他右面声明的变量名，所存储的是内存地址，例如以上代码的p1，p2。

        对于指针变量的变量名，就是字节起的名字，可随意取，但是需要避开关键字。

3.  指针的作用

3.1  查询数据

格式：*指针名

其中*在这里是解引用运算符

        首先我们创建如下代码：

int a =10;         //①
int* p=&a;         //②

printf("%d\n",*p); //③

*p=200；           //④

printf("%d\n",*p); //⑤

        对于①我们可以理解为，在一个内存当中存储一个变量，这个变量的数据为10，下面我们假设这个数据存储的内存地址位0x0011：

        对于②我们可以理解为，我获取了变量a的地址，在存储到指针p当中，指针p可以通过内存地址指向了变量a：

        对于③中的*p，我们直到此时的p代表地址0x0011，而*p代表通过内存地址获取改地址下变量数据的意思，因此此时输出的数据为10；

注意：这里会有人将指针变量格式的*和解引用运算符的*混淆：

指针变量格式的定义指针的*，仅仅作为标记使用，告诉你*右边的变量记录的是内存地址；

而查询数据里面的是解引用运算符，他表示通过后面的内存地址去获取到对应的数据。

3.2  存储数据（修改数据）

格式：*指针名 = 数据值；

        对于④，我们可以理解为修改改地址下的数据，及此时0x0011下的数据会从10变为200：

        完整代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 10;

	//定义一个指针变量a
	int* p = &a;

	//利用指针获取变量中的数据
	printf("%d\n", *p);

	//利用指针去存储数据/修改数据
	*p = 200;

	//输出打印
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", *p);

}

指针使用细节：

（1）指针变量的名字，例如int*  p需要分开；

（2）指针变量的数据类型要跟指向的变量的类型保持一致；

（3）指针变量占用的大小，跟数据类型无关，跟编译器有关，32位的是4字节，64位的是8字节。对于这里我们可以看一下：C++学习之指针-CSDN博客的1.3中的介绍；

（4）给指针变量赋值的时候，不能把一个数值赋值给指针变量。例如下图右侧，因为对于500编译器并未分配该空间的内存地址，要是将其赋值给p编译器会报错。

3.3  操作其他函数中的变量

        在使用，指针变量前，我们先来了解一下普通变量的值传递，编写代码：

#include <stdio.h>

void swap(int num1, int num2);

int main()
{
	//定义两个变量，要求交换变量中记录的值
	//注意：交换的代码写在一个新的函数swap中

	//定义两个变量
	int a = 10;
	int b = 20;

	//调用swap函数
	printf("调用前：%d,%d\n", a, b);
	swap(a, b);
	printf("调用后：%d,%d\n", a, b);

	return 0;

}

void swap(int num1, int num2)
{
	int temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;
}

        该段代码主要想要实现的功能是：定义两个变量，要求交换变量中记录的值，但是我们会发现调用了交换变量的函数，但是a和b的值并未发生转换，那是因为上面这段函数，仅仅是将a和b的值赋值给了num1和num2：

        变量之间值的交换也仅仅是num1和num2值的交换，根本就没有修改a和b的值：

        因此最终输出的结果会是：

        那么我们如何实现不同函数之间，值的修改呢？

        这里我们就可以使用指针变量的功能，修改代码：

#include <stdio.h>

void swap(int* p1, int* p2);

int main()
{
	//定义两个变量，要求交换变量中记录的值
	//注意：交换的代码写在一个新的函数swap中

	//定义两个变量
	int a = 10;
	int b = 20;

	//调用swap函数
	printf("调用前：%d,%d\n", a, b);
	swap(&a, &b);
	printf("调用后：%d,%d\n", a, b);

	return 0;
}

void swap(int* p1, int* p2)
{
	int temp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = temp;
}

        这里我们可以理解为swap（&a，&b）是将a和b的内存地址，也就是指针指向的变量作为参数p1和p2，通过指针操作，将p1指向的值和p2指向的值进行交换，实现了变量值的交换：

注意：

        函数中的变量的生命周期跟函数相关，函数结束消失，变量也会消失，此时在其他函数中，就无法通过指针使用了：

#include <stdio.h>

int* method();

int main()
{
	//调用method函数，并使用该函数的变量a
	int* p = method();

	printf("%d\n",*p);

	return 0;
}

int* method()
{
	int a = 10;
	return &a;
}

        此时运行我们会发现：

        为什么，不是说函数结束消失，变量也会消失吗？这是一个偶然发生的概念，那是因为我们执行完 int* p = method(); 并没有别的代码执行，此时这一块内存还没来得及被回收，所以此时还能使用到变量a，那我们就在该段指令后拖点时间多执行几条指令：

#include <stdio.h>

int* method();

int main()
{
	//调用method函数，并使用该函数的变量a
	int* p = method();

	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");

	printf("%d\n",*p);

	return 0;
}

int* method()
{
	int a = 10;
	return &a;
}

        会发现：

        如果不想函数中的变量被回收，可以在变量前加static关键字：

#include <stdio.h>

int* method();

int main()
{
	//调用method函数，并使用该函数的变量a
	int* p = method();

	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");
	printf("拖点时间\n");

	printf("%d\n",*p);

	return 0;
}

int* method()
{
	static int a = 10;
	return &a;
}

 3.4  函数返回多个值

        老样子，我们下不使用指针看看如何实现：

#include <stdio.h>


//函数返回多个值
int main()
{
	//定义一个函数，求数组的最大值和最小值，并进行返回


	return 0;
}

void getMaxAndMin(int arr[], int len)
{
	//求数组的最大值
	int max = arr[0];

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		if (arr[i] > max)
		{
			max = arr[i];
		}
	}

	//求数组的最小值
	int min = arr[0];

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		if (arr[i] < min)
		{
			min = arr[i];
		}
	}

	int res[] = { max,min };
	return res;
}

        我们正常情况下，一个函数只能返回一个值，而若是我们想要返回多个值，我们可以如上代码，创建一个数组，将想要返回的值全部保存到数组内，不过这样会出现，若是别人想要调用你这个函数，还要读懂你这个函数，了解你这个函数的返回值，每一位都代表什么，比较麻烦，那么如何更简便一些呢？

        我们可以直接使用指针操控该内存地址的值，进行修改变量，达到返回值的目的：

#include <stdio.h>

void getMaxAndMin(int arr[], int len, int* max, int* min);

//函数返回多个值
int main()
{
	//定义一个函数，求数组的最大值和最小值，并进行返回

	//定义数组
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	//调用getMaxAndMin求最大值和最小值
	int max = arr[0];
	int min = arr[0];

	getMaxAndMin(arr, len, &max, &min);

	printf("数组最大值为：%d\n", max);
	printf("数组最小值为：%d\n", min);

	return 0;
}

void getMaxAndMin(int arr[], int len, int* max, int* min)
{
	//求数组的最大值
	*max = arr[0];

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		if (arr[i] > *max)
		{
			*max = arr[i];
		}
	}

	//求数组的最小值
	*min = arr[0];

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		if (arr[i] < *min)
		{
			*min = arr[i];
		}
	}
}

        其中，如何求len可以参考2.2.1：C++学习之数组-CSDN博客

3.5  函数的结果和计算状态分开

        继续我们先编写一个小例子：

#include <stdio.h>

//函数的结果和计算状态分开
int main()
{
	//定义一个函数，将两个数相除，获取他们的余数



	return 0;
}

int getRemainder(int num1, int num2)
{
	if (num2 == 0)
	{
		return ？？？;
	}

	int res = num1 % num2;
	return res;
}

        首先，定义一个函数，将两个数相除，获取他们的余数，然后return 返回值res，但是这就会出现一个问题，若是num2==0，那么等式将会不成立，那么我们就需要加一个判断条件if(num2==0)进行返回别的值，但是此时返回什么呢？当然我们代码也可以这样写：

#include <stdio.h>

//函数的结果和计算状态分开
int main()
{
	//定义一个函数，将两个数相除，获取他们的余数



	return 0;
}

int getRemainder(int num1, int num2)
{
	if (num2 != 0)
	{
	    int res = num1 % num2;
	}

	return res;
}

        或者也可以写为：

#include <stdio.h>

//函数的结果和计算状态分开
int main()
{
	//定义一个函数，将两个数相除，获取他们的余数



	return 0;
}

int getRemainder(int num1, int num2)
{
	if (num2 == 0)
	{
		return -1;
	}

	int res = num1 % num2;
	return res;
}

        这两种方法都可以完成，除此之外，我们也可以使用指针来进行操作：

#include <stdio.h>

//函数的结果和计算状态分开
int main()
{
	//定义一个函数，将两个数相除，获取他们的余数

	//定义两个变量
	int a = 10;
	int b = 3;
	int res = 0;
	
	//调用函数获取余数
	int flag = getRemainder(a, b, &res);//获取getRemainder(a, b, &res);的返回值赋值给flag

	//对状态进行判断
	if (!flag)
	{
		printf("获取到的余数为：%d\n", res);
	}

	return 0;
}

//此时返回值表示计算的状态，0表示正常，1表示不正常
int getRemainder(int num1, int num2, int* res)
{
	if (num2 == 0)
	{
		return 1;
	}

	*res = num1 % num2;
	return 0;
}

指针_时光の尘的博客-CSDN博客

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