指针的引入
- 为函数修改实参提供支持。
- 为动态内存管理提供支持。
- 为动态数据结构提供支持。
- 为内存访问提供另一种途径。
指针概述
- 内存地址:
系统为了内存管理的方便,将内存划分为一个个的内存单元( 1 个内存单元占 1 个字节),并为每一个内存单元进行了编号,内存单元的编号称为该内存单元的地址。一般情况下,我们每一个变量都是由多个内存单元构成的,所以每个变量的内存地址,其实就是这个变量对应的第一个内存单元的地址,也叫首地址。
- 变量指针:变量地址称为该变量的指针。变量地址往往是指变量在内存中第一个内存单元的编号(首地址)。
- 指针变量:存放其他变量地址的变量。
- 指向:指针变量中存放“谁”的地址,就说明该指针变量指向了“谁”。
- *:指针运算符
案例:
/**
* 指针 初识
*/
#include <stdio.h>
void main()
{
// 定义一个普通/一般变量
int i = 3;
// 定义一个指针变量,并赋值
int *i_point = &i; // 指针变量的数据类型要和存储的地址变量类型一致
// 访问普通变量(直接访问)
printf("直接访问-%d\n",i); // 3
// 访问指针(地址访问)%p访问地址
printf("地址访问-%p\n",i_point);
// 访问指针变量(间接访问)
printf("间接访问-%d\n",*i_point); // 3
}
指针变量的定义
语法
数据类型 *变量列表
举例:
int a; //普通变量
int *a,*b;//指针变量
注意:
int i = 5, *p;
p = &i; // 将i的地址赋值给指针变量p
printf("%d\n",*p);// 间接访问i的值,也称为解引用p对应地址空间的值
int i = 5;
int *p = &i; // 定义的同时初始化
指针变量的使用
使用
指针变量的赋值:
// 方式1
int a,*p;
p = &a; // 指针变量的值是其他变量的地址
// 方式2
int a,*p,*q = &a;
p = q;
操作指针变量的值:
int a,*p,*q = &a;
p = q;
printf("%p",p); // 此时返回的是变量a的地址空间
操作指针变量指向的值:
int a =6,*q = &a;
printf("%d",*q); // 6
两个有关运算符的使用
#include <stdio.h>
void main()
{
int a,b;
int *pointer_1, *pointer_2;
a=100; b=10;
pointer_1=&a;
pointer_2=&b;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
printf("pointer_1=%d,pointer_2=%d\n",*pointer_1,*pointer_2);
}
案例一:
/**
* 需求:声明a,b两个一般变量,使用间接存取的方式实现数据的交换?
*/
#include <stdio.h>
void main()
{
// 声明5个变量
int a = 3,b = 5,*p_a=&a,*p_b=&b,*p_t;
// 交换前输出
printf("%d,%d\n",*p_a,*p_b);
// 交换位置
p_t = p_a;
p_a = p_b;
p_b = p_t;
// 交换后输出
printf("%d,%d\n",*p_a,*p_b);
}
案例二:
/*
需求:指针变量应用。输入a、b两个整数,按先大后小的顺序输出a和b。
*/
#include <stdio.h>
void main()
{
int a = 3,b = 5,*p_a = &a,*p_b = &b,*p_t;
if( a < b)
{
p_t = p_a;// 操作指针变量,不会影响到数据本身
p_a = p_b;
p_b = p_t;
}
printf("按从大到小输出a,b的值:%d > %d\n",*p_a,*p_b);
}
代码:不推荐
/*
需求:指针变量应用。输入a、b两个整数,按先大后小的顺序输出a和b。
*/
#include <stdio.h>
void main()
{
int a = 3,b = 5,*p_a = &a,*p_b = &b,*p_t;
if( a < b)
{
*p_t = *p_a;// 操作指针地址指向的内存空间,也就是直接操作变量a
*p_a = *p_b;
*p_b = *p_t;
}
printf("按从大到小输出a,b的值:%d > %d\n",*p_a,*p_b);
}
指针变量做函数参数
#include <stdio.h>
/* 需求:指针变量应用。输入a、b两个整数,按先大后小的顺序输出a和b。 */
/* 自定义函数,实现两个数的比较 */
void swap(int *p_a,int *p_b)
{
int *p_t;
// 这种写法,只会改变指向,不会改变地址对应空间的数据
p_t = p_a;
p_a = p_b;
p_b = p_t;
printf("%d > %d\n",*p_a,*p_b); // 5 > 3
}
void main()
{
int a = 3,b = 5;
if(a < b) swap(&a,&b); // int *p_a = &a,int *p_b = &b
printf("%d > %d\n",a,b);// 3 > 5
}
方式二:交换值(指向的普通变量的值改变)
#include <stdio.h>
/* 需求:指针变量应用。输入a、b两个整数,按先大后小的顺序输出a和b。 */
/* 自定义函数,实现两个数的比较 */
void swap(int *p_a,int *p_b)
{
int t;
// 这种写法,只会改变指向,不会改变地址对应空间的数据
t = *p_a;
*p_a = *p_b;
*p_b = t;
printf("%d > %d\n",*p_a,*p_b); // 5 > 3
}
void main()
{
int a = 3,b = 5;
if(a < b) swap(&a,&b); // int *p_a = &a,int *p_b = &b
printf("%d > %d\n",a,b);// 5 > 3
}
通过指针引用数组
数组元素的指针
- 数组指针:数组的首地址
- 指针数组:存放数组元素地址的数组
//定义一个一般数组
int a[] = {1,4,9};
//使用指针变量存储数组的第一个元素的首地址,也就是数组的首地址
int *p = &a[0];
//在C语言中,由于数组名代表数组的首地址,因此,数组名实际上也是指针。
int *p = a;
//意味着:int *p = &a[0] 完全等价于 int *p = a;
printf("%d\n",*p);// 1
指针的运算
指针运算:指针变量必须要指向数组中的某个元素
序号 | 指针运算 | 说明 |
1 | 自增:p++、++p、p = p+1(p+=1) | 让指针指向下一个元素 |
2 | 自减:p--、--p、p -= 1 | 让指针指向上一个元素 |
3 | 加一个数:p+1 | 下个元素的(首)地址 |
4 | 减一个数:p-1 | 上一个元素的(首)地址 |
5 | 指针相减:p1 - p2 | p1、p2之间相差几个元素 |
6 | 指针比较:p1<p2 | 前面的指针小于后面的指针(元素地址) |
案例一:
#include <stdio.h>
int main()
{
// 一般数组
int a[] = {1,3,5,7,9};
// 计算数组中元素的个数
// sizeof用法:sizeof(运算数) 或者 sizeof 运算数
int len = sizeof a / sizeof a[0];
// 创建指针变量
int *p = a;
// 创建循环变量
register int i = 0;
// 遍历
for(;i < len; i++)
{
printf("[1] %d ",a[i]); // 下标法
printf("[2] %d ",*(a+i));// 指针法,但是这种写法,需要注意,a+i无法修改数组,只读
printf("[3] %d ",*(p+i));// 指针法,这种更为灵活,可读可写,建议这种写法
p++;
// printf("%d\n",*p); // 等价于上面写法
// p++;
}
printf("\n");
return 0;
}
案例2:
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[] = {10,22,33,44,55,66,77,88};
int *p = a;// 等价于 int *p = &a[0] 元素:10
p++;// 指针+1,元素值不改变 元素:22
printf("%d\n",*p);// p = p + 1 元素:22
int x = *p++;// x = 22,p++ -- *p:33
printf("%d,%d\n",x,*p);// *p++:先*p,在p++, 元素:22,33
int y = *(++p);// ++p, y = 44;
printf("%d,%d\n",y,*p); // *(++p):先p++,再*p,元素:44,44
(*p)++;// 元素值+1,指针不改变
printf("%d\n",*p);// index为3的元素值:44 + 1 = 45
return 0;
}
数组名做函数参数
void fun(int *p1){}
void main()
{
// 注意:如果实参和形参都是指针,我们的实参需要初始化
int arr[2] = {23,34};
int *p0 = arr;
fun(p0);
}
/**
* 需求:将数组a中n个整数按相反顺序存放。
*/
#include <stdio.h>
/* 数组的反转:数组实现*/
void inv(int arr[],int len)
{
// 反转思路:将第0个和n-1个进行对掉,将第1个和n-2个对掉..
// 定义循环变量i,临时变量temp
int i = 0,temp;
// 遍历数组
for(;i < len/2;i++)
{
// 交换
temp = arr[i];
arr[i] = arr[len-1-i];
arr[len-1-i] = temp;
}
}
/*
数组的反转:指针实现
关键字:const 给变量的数据类型前面添加const,代表这个变量是只读变量,无法对此作出修改
*/
void inv2(int *arr,const int len)
{
// 反转思路:将第0个和n-1个进行对掉,将第1个和n-2个对掉..
// 定义循环变量i,临时变量temp *j = &arr[len -1] 等价于 arr + len -1
int *i = arr,*j = &arr[len-1],temp;
// 遍历数组
for(;i < j;i++,j--)
{
// 交换
temp = *i;
*i = *j;
*j = temp;
}
}
int main()
{
int array[10] = {12,23,45,55,66,77,88,26,34,32};
int len = sizeof(array)/sizeof(int);
inv2(array,len);
// 测试是否反转
for(int i = 0;i < len;i++) printf("%d,",array[i]);
printf("\n");
return 0;
}
数组指针
数据类型 (*数组指针变量名)[N];
一维数组:
int a[N] = {1,2,3};
int (*p)[N] = &a;
二维数组:
int a[][N] = {1,3,5,7};
int (*p)[N] = a[0];// &a[0][0]
分析:
int arr[3] = {1,2,3};
int *p = arr;// &arr[0] 首地址:第1个元素的首地址
int (*p)[3] = &arr;
// p = &arr[0];
int arr[][3] = {1,2,3,4,5,6};
int *p = arr[0]; // &arr[0][0] 首地址:第1行第1列元素的首地址
int (*p)[3] = &arr[0];
// p = &arr[0][0]
案例:
/**
* 数组指针: 用指向元素的指针变量输出二维数组元素的值
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 定义一个普通的二位数组
int a[3][4] = {1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
int *p = &a[0][0];// 二维数组 等价于 a[0]
// 循环遍历
for(;p < a[0]+12;p++)
{
if((p - a[0]) % 4 == 0)
{
printf("\n");
}
printf("%4d",*p);
}
printf("\n");
return 0;
}
案例:
/**
* 数组指针:输出二维数组任一行任一列元素的值。
此时:我们需要将二维数组看作是一个特殊的一维数组
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[3][4] = {1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
int (*p)[4]; // 我们把行使用指针表示
p = &a[0]; // 等价于 p = a
int i,j;// 代表我们要显示的数据对应的行号和列号
printf("请输入行号和列号:\n");
scanf("i=%d,j=%d",&i,&j);
printf("a[%d][%d]=%d\n",i,j,*(*(p+i)+j));
return 0;
}
函数的传参
- 值传递:一般发生在函数形参的类型为char、short、int、long、float、double这样的类型,它的传递,一般是实参将自己的值复制一份给形参,也就是实参变量和形参变量的变量空间是分开的。此时形参无法改变实参的数据。
- 引用传递:一般发生在函数形参的类型为数组、指针这样的类型,它的传递,一般是实参将自己的内存首地址复制一份给形参,也就是实参变量和形参变量对应内存空间是同一个。此时形参可以改变实参的数据。
数组指针与指针数组
数组指针
- 概念:数组指针是指向数组的指针。
- 特点:
- 先有数组,后有指针
- 它指向的是一个完整的数组。
- 一维数组指针:
- 语法:
数据类型 (*指针变量名)[容量];
案例:
/**
* 数组指针:指向数组的指针
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 一维数组指针
// 先有数组,再有指针
int arr[3] = {100,200,300};
// 获取数组的元素个数
int len = sizeof arr / sizeof arr[0];
// 定义一个数组指针,指向arr数组
// 数组指针的语法:数据类型 (*指针变量名)[容量];
int (*p)[3] = &arr;// 此时p不是指向arr数组的第一个元素,而是指向arr这个数组本身
printf("%p\n",p);
// p++; 此时p++会跳出整个数组
// printf("%p\n",p);
printf("%d\n",(*p)[2]);// 300
// 遍历
for(int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%d\n",(*p)[i]);
}
printf("\n");
// int *p = &arr[0] | arr;// 这种写法,代表p指向的不是数组本身,是数组中的第一个元素
}
指针数组
- 概念:指针数组是一个数组,数组中的每个元素都是一个指针。
- 特点:
- 先有“指针”,后有“数组”
- 指针数组的本质是一个数组,只是数组中的元素类型为指针。
- 语法:
数据类型 *数组名[容量];
案例:
/**
* 指针数组
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 定义三个变量
int a = 10, b = 20, c = 30;
// 定义指针数组,指针数组用来存放指针(变量或者常量的内存地址)
int *arr[3] = {&a,&b,&c};
// 获取数组的大小
int len = sizeof arr / sizeof arr[0];
// 遍历数组
for(int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%3d",*(arr[i])); // 输出每个指针所指向的值,需要解引用
}
printf("\n");
return 0;
}
字符串指针
字符串实现
/**
* 字符串的两种实现方式
*/
#include <stdio.h>
/* 使用字符数组实现 */
void fun()
{
// 定义伪字符串
char str[] = "I Love Your!";
printf("%s\n",str);
}
/* 使用字符指针实现 */
void fun1()
{
// 定义伪字符串
char *str = "I Love Your!";
printf("%s\n",str);
}
int main()
{
fun();
fun1();
return 0;
}
字符数组和字符指针的联系
- 字符数组由元素组成,每个元素中存放一个字符,而字符指针变量中存放的是地址,也能作为函数参数。
- 只能对字符数组中的各个元素赋值,而不能用赋值语句对整个字符数组赋值。
- 字符数组名虽然代表地址,但数组名的值不能改变。因为数组名是常量。
- 对于字符串中字符的存取,可以用下标法,也可以用指针法。
案例:
/**
* 字符数组和字符指针的联系
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 使用两种方式定义字符串
char str1[] = "你好,马杰克!";
char *str2 = "您好,马应龙!";
// 测试赋值
// str1 = "你好,龙瑞!"; // 不能对字符数组整体赋值,如果要赋值,请使用string.h中strcpy()
str2 = "你好,药可!";
// 打印输出
printf("%s\n%s\n",str1,str2);
char a[] = "I love you!";
char *b = "I love you!";
// 使用下标法和指针法访问字符串
printf("%c\n%c\n",a[4],*(b+4));// v v 空格也是占位的
return 0;
}
字符串作为形式参数
- 实参与形参都可以是字符数组
-
实参用字符数组,形参用字符指针(在函数内部不能对字符串中的字符做修改
-
test5(char *arr,int len) { arr[2] = 'A'; // 错误,字符串常量一旦创建,就不能被改变 } main(){ char arr[] = "abc"; // 字符串常量,常量是不可修改的 test(arr,3); }
- 实参和形参都是指针变量(在函数内部不能对字符串中的字符做修改)
test(char *arr,int len) { arr[2] = 'A'; // 错误 } main() { char arr[] = "abc"; char *p = arr;// &arr[0] test(p,3); }
- 实参是指针类型,形参是字符数组
注意:1. 字符数组在创建的时候,会在内存中开辟内存空间,内存空间可以存放字符数据;字符指针在创建的时候,需要依赖于字符数组,字符指针在内存中开辟的内存空间中,存放的是数组元素的内存地址。字符指针的创建依赖于字符数组,字符数组可以独立存在,而字符指针不能独立存在。2. 字符数组可以初始化,但是不能赋值;字符指针可以初始化,也可以赋值。// 字符数组 char str1[11] = "I love You!"; str1 = "Home"; // 错误 str1[] = "home"; // 错误 // 字符指针 char *str2 = "I love You!"; str2 = "home";// 正确
-
案例1:
/**
* 字符指针作为函数参数:用函数调用实现字符串,复制以及计算字符串长度。
*/
#include <stdio.h>
/* 定义一个函数,传递拷贝的字符串,返回字符串长度 */
int str_copy(char *str1,char *str2)
{
int i = 0; // 循环变量
while(str1[i]!='\0')
{
// 实现拷贝
str2[i] = str1[i];
i++;
}
// 拷贝结束之后,一定要给字符串加上结束符号\0
str2[i] = '\0';
return i;
}
int main()
{
// 定义两个数组,从键盘录入字符串
char str1[20],str2[20];
printf("请输入一个字符串:\n");
scanf("%s",str1);
printf("str1=%s\n",str1);
int len = str_copy(str1,str2);
printf("str2=%s\n",str2);
printf("len=%d\n",len);
return 0;
}
案例2:
/**
* 给定一个字符串,截取start到end之间字符串,含头不含尾
*/
#include <stdio.h>
/* 字符串截取函数 */
int str_split(char *str,int start,int end,char *temp)
{
// 定义一个循环变量
int i = 0,k = 0;
// 定义一个字符指针,用来接收str中截取到字符串
// 循环遍历每一个字符
while(str[i]!='\0')
{
if(i>= start && i < end)
{
temp[k] = str[i];
k++;
}
i++;
}
temp[k] = '\0';
// 更新str中的数据
printf("%s\n",temp);
return k;
}
int main()
{
char *str = "abcdefg";
char temp[100];
int len = str_split(str,2,5,temp);
printf("str=%s,len=%d\n",temp,len);
return 0;
}
函数指针与指针函数
函数指针
- 定义:函数指针本质是指针,它是函数的指针(定义一个指针变量,变量中存储了函数的地址)。函数都有一个入口地址,所谓指向函数的指针,就是指向函数的入口地址。这里函数名就代表入口地址。
- 函数指针存在的意义:
返回值类型(*变量名)(形式参数列表);
举例:
int (*p) (int a,int b);
- 函数指针的初始化
1.定义同时赋值
// 得先有函数,才能定义这个函数的指针
int fun(int a,int b){..}
// 定义函数指针并给它赋值
int (*p) (int a,int b) = fun;// fun不能跟()
// 得先有函数,才能定义这个函数的指针
float fun(int a,double b,char c){..}
// 先定义函数指针
float (*p) (int a,double b,char c);
// 赋值
p = fun;
/**
* 函数指针:指向函数的指针变量就是函数指针
需求:求a,b两个数的最大值
*/
#include <stdio.h>
int max(int a,int b)
{
if(a > b)
{
return a;
}
return b;
}
int main()
{
int a = 3,b = 2,c;
// 普通函数调用
c = max(a,b);
printf("%d,%d两个数中的最大值是:%d\n",a,b,c);
// 通过指针变量访问它指向的函数
// 创建指针并初始化
int (*p)(int,int) = max;
// 调用函数指针
c = p(a,b);
printf("%d,%d两个数中的最大值是:%d\n",a,b,c);
// 调用函数指针
c = (*p)(a,b);
printf("%d,%d两个数中的最大值是:%d\n",a,b,c);
return 0;
}
指针函数
- 定义:本质是函数,这个函数的返回值类型是指针,这个函数称为指针函数。
- 定义格式
指针类型 函数名(形参列表)
{
函数体;
return 指针变量;
}
举例:
int *get(int a)
{
int *b = &a;
// return &a; // 编译报警告
return b;
}
/**
* 指针函数:函数的返回值是指针类型
需求:有若干个学生的成绩(每个学生有4门课程),要求在用户输入学生序号以后,能输出该学生的全部成绩。用
指针函数来实现。
*/
#include <stdio.h>
/* 定义一个函数,传入学生的序号,返回这个学生的所有课程成绩 */
float *search(float (*p)[4],int n)
{
// 定义一个指针,用来接收查询到的某个学生的所有课程
float *pt;
pt = *(p+n);// p[n]
return pt;
}
int main()
{
// 准备所有学生的成绩
float score[][4]={{60,70,80,90},{56,66,76,76},{35,68,90,37}};
int i,m;
float *p;
printf("请输入学生序号(0~2):\n");
scanf("%d",&m);
printf("第%d个学生的成绩:\n",m);
p = search(score,m);// 函数返回值为行的首地址
// 遍历
for(i = 0; i < 4;i++)
printf("%5.2f\t",*(p+i));
printf("\n");
return 0;
}
野指针、空指针
野指针
- 定义:访问了一个已经销毁或者访问受限的内存区域外的指针,这个指针就是野指针。
- 野指针产生的场景:
1.变量未初始化,通过指针访问该变量
int a;
int *p = &a;// p就是野指针
ptf(*p); // 访问野指针,但是数据不安全
2.指针变量未初始化
int *p = NULL; //此时P也是野指针
ptf (*p);
3.指针指向的内存空间被(free函数)回收了
4.指针函数中直接返回了局部变量的地址。
5.指针指向数组以外的地址(下标越界)
- 如何避免野指针:
写代码要养成两个习惯(通过编码规范避免)
1.指针变量要及时初始化,如果暂时没有对应的值,建议赋值为NULL;
2.数组操作(遍历,指针运算)时,注意数组的长度,避免越界
3.指针指向的内存空间被回收,建议给这个指针变量赋值为NULL;
int *p = (int*)malloc(10);//动态内存分配
free(p);//动态内存释放
p = NULL;p不指向任何空间
4.指针变量使用之前要检查他的有效性(以后开发中要做非空校验)
int *p = NULL;
if(!p)
{
return -1;
}
说明:NULL是空常量,它的值是0,这个NULL一般存放在内存中的0x00000000位置,这个地址只能存放NULL,不能被其它程序修改。
空指针
空指针,又称为悬空指针:当一个指针的值是NULL,这个指针被称为空指针;对空指针访问会运行报错(段错误)
二极指针
定义:二极指针,又被称作多重指针,引用以及指针的地址,此时这个指针变量就得定义成二极指针
int a = 10;
int *p = &a;
int **w = &p;
定义格式:
数据类型 **变量名 = 指针数组的数组名或者一级指针的地址
//指针数组
int array = {1,2,3};
int *arr = {&array[0],&array[1],&array[2]};
//一级指针
int a = 10;
int *p = &a;//一级指针
举例:
//字符型指针数组
char *arr[3] = {"abc","aaa034"."12a12"};//等效与 char arr[3][6]= {"abc","aaa034","12a12"}
//定义二极指针并赋值(指针需要跟依赖的源同类型)
char **p = arr;
int a = 90;
int *p = &a;//一级指针
int **k = &p; //二极指针
结论:
1.二级指针和指针数组是等效的,和二维数组不等效
2.二维数组和数组指针是等效的,和二级指针不等效
二级指针的用法:
1.如果是字符的二级指针,可以像遍历字符串数组一样遍历它
2.如果是其他的二级指针,就需要解引用两次访问它所指向的数据
案例:
/**
* 二级指针案例:使用指向指针数据的指针变量。
*/
#include <stdio.h>
void fun1()
{
char *name[]={"Follow me","BASIC","Great Wall","FORTRAN","Computer design"};
// 定义一个二级指针
char **p;
// 定义循环变量
int i = 0;
// 遍历指针数组
do
{
p = name + i;
printf("%s\n",*p);
i++;
}while(i < 5);
printf("\n");
}
void fun2()
{
int arr1[5] = {11,12,13,14,15};
// 创建一个指针数组
int *arr[] = {&arr1[0],&arr1[1],&arr1[2],&arr1[3],&arr1[4]};
int **p = arr,i = 0;
// 遍历
for(;i < 5; i++)
{
// printf("%5d",**(p+i));
printf("%5d",**p);
p++;
}
printf("\n");
}
int main()
{
fun1();
fun2();
}
-
main函数的原型
- 定义:main函数有多种定义格式,main函数也是函数,函数相关的结论对main函数也有效(也可以定义main函数的函数指针)。
- main函数的完整写法:
int main(int argc,char *argv[]){}
int main(int argc,char **argv){}
-
扩展写法
int main(){}
int main(void){}
void main(){}
main(){} ---- int main(){}
void main(void){}
int main(int a){}
int main(int a,int b,int c){}
...
- argc:存储了参数的个数
- argv:存储了所有参数的字符串形式
- 注意:如果一个函数没有写返回值类型,这个函数的默认返回类型是int。
案例:
/**
* main函数
*/
#include "stdio.h"
int main(int argc,char **argv)
{
int k;
for (k=1;k < argc;k++)
printf("%s\n",argv[k]);
}
常量指针与指针常量
常量:分为字面量和只读常量,字面量(就是我们平时直接操作的如:printf("12")|printf("hello");只读常量使用关键字const修饰,凡是被这个关键字修饰的变量,一旦赋值,值就不能改变
语法:
//字面常量举例,字面常量是一种匿名的常量
printf(12);
printf("请输入一个数:\n");
//只读常量
const int a = 10;
a = 21;//编译错误,因为此时这个变量是只读常量,所以不可更改其值
常量指针
定义:常量的指针,本质是一个指针,指针指向的数据不能改变
定义格式:
const 数据类型 *变量名;
举例:
const int *p; //p就是常量指针
结论:
1.常量指针指向的数据不能改变(不能解引用间接修改数据)
2.常量指针的地址可以改变
应用场景:作为形式参数,实际参数需要给一个常量。
案列:
#include <stdio.h>
/* 常量指针 */
void test1()
{
// 定义变量
int a = 10;
// 定义常量指针
const int *p = &a;
// *p = 100; // 编译报错,常量的值不能修改(常量指针指向地址空间的数值不能修改)
printf("%d\n",*p);// 10
int b = 90;
p = &b; // 编译通过,常量的地址可以修改(常量指针指向的地址空间可以发生改变)
printf("%d\n",*p);// 90
}
int main()
{
test1();
}
指针常量
定义:指针的常量,指针的指向不能改变
定义格式:
数据类型 *const 变量名;
举例:
int* const p;//指针常量
结论:
1.指针常量的指向不能被改变(不能给指针变量重新赋地址值)
2.指针常量指向的数据可以改变
注意:指针常量在定义时就要赋值;不能先定义后赋值,否则编译报错
案例:
/**
* 常量指针与指针常量
*/
#include <stdio.h>
/* 指针常量 */
void test2()
{
// 定义变量
int a = 10;
// 定义指针变量
int* const p = &a;
// 错误写法:先定义,后赋值(编译报错)
// int* const p;
// p = &a;
// 间接取数据
pirntf("%d\n",*p);
// int b = 200;
// p = &b;// 编译报错,地址不能改变
*p = 200;
printf("%d\n",*p);// 200
}
int main()
{
test2();
}
常量指针常量
- 定义语法:
const 数据类型* const 变量名;
举例:
const int* const p; // 常量指针常量
动态内存分配
常用函数
malloc
- 头文件: #include <stdlib.h>
- 函数功能:C 库函数 void *malloc(size_t size) 分配所需的内存空间,并返回一个指向它的指 针。
- 函数原型:
- 函数名:malloc
- 形式参数:size_t size:内存块的大小,以字节为单位。本质上就是一个 unsigned int 返回值类型:void* :该函数返回一个指针,指向已分配大小的内存,如果请求失败,返回 NULL。
- 举例:
int *p = (int*)malloc(4);
- 说明:
calloc
- 头文件: #include <stdlib.h>
- 函数功能:C库函数 void * calloc(size_t nitems,size_t size) 分配所需的内存空间,并返回一 个指向它的指针。
- 函数原型: void *calloc(size_t nitems,size_t size)
- 函数名:calloc
- 形式参数:
- size_t nitems:申请多少个
- size_t size:一个占几个内存单元(一个内存单元 等于 一个字节)
- 返回值类型:void*:该函数返回一个指针,指向已分配大小的内存。如果请求失败,返回NULL.
- 举例:
int *p = (int*)calloc(3,4); // p指向的空间的大小是12个字节
if(!p) printf("内存申请失败!\n");
- 说明:
int arr[3] = {10,20,30}; // 在栈区
int *p = (int*)calloc(3,4); // 申请内存,在堆区
if(!p) puts("内存申请失败!");
// 转存
for(int i = 0;i < 3; i++)
p[i] = arr[i];
// 遍历
for(int i = 0;i < 3; i++)
printf("%d,",p[i]);
printf("\n");
// p使用完,记得释放内存
free(p);
p = NULL; // 内存回收后,建议置空
realloc
- 头文件: #include <stdlib.h>
- 函数功能:尝试重新调整之前调用malloc或calloc所分配的ptr所指向的内存块的大小。
- 函数原型: void *realloc(void *ptr,size_t size)
- 函数名:realloc
- 形式参数:
- void *ptr:是malloc或者calloc的返回值
- size_t size:重新分配后的内存大小
- 返回值:void*:该函数返回一个指针,指向已分配大小的内存。如果请求失败,返回NULL。
int *p = (int*)malloc(4);
int *w = (int*)realloc(p,20);
// int *q = (int*)realloc(p,0); // 等效于free(p) 12
free
- 头文件: #include <stdlib.h>
- 函数功能:释放之前调用 malloc、calloc、realloc所分配的内存空间,是访问完记得使用NULL置空。
- 函数原型: void free(void *ptr)
- 函数名:free
- 形式参数:
- void *ptr:calloc,malloc.realloc的返回值
- 返回值类型:void:没有返回值
- 注意:
1. 堆内存中的指针才需要回收,栈中系统会自动回收
void与void*的区别
- 定义:
- void:是空类型,是数据类型的一种
- void*:是指针类型,是指针类型的一种,可以匹配任意类型的指针,类似于通配符
- void
- 说明:void作为返回值类型使用,表示没有返回值;作为形参,表示形参列表为空,在调用函数是不能给实参
- 举例:
// 函数声明
void fun(void); // 等效于 void fun();
// 函数调用
fun();
- void*
- 说明:
- void*是一个指针类型,但该指针的数据类型不明确,无法通过解引用获取 内存中的数据, 因为 void* 不知道访问几个内存单元。
- void*是一种数据类型,可以作为函数返回值类型,也可以作为形参类型
- void*类型的变量在使用之前必须强制类型转换,明确它能够访问几个字节的内存空间
- 说明:
int *p = (int*)malloc(4);
double *p2 = (double*)malloc(8);
- 举例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 函数定义
void* fun(void* p) // 指针函数(返回值类型是指针的函数,此时返回的是不明确类型,需要外部强转)
{
int *p;
// double *p;
// long *p;
// char *p;
return p;
}
// 函数调用
void main()
{
int *p;
void* a = fun(p);// 这种接收方式,实际上没有意义
printf("%p\n",a);// 可以正常打印,打印出一个地址
*a = 10;// 编译报错,void*变量不能解引用访问数据
int *w = (int*)a;
*w = 10;// 编译和运行正常,void*变量a在使用前已经强制类型转换了,数据类型明确了,访问的内存
单元明确了。
- 说明:
- void*作为返回值类型:这个函数可以返回任意类型( char*,int*,double*等 )的指针。
- void*作为形参类型:这个函数在调用时,可以给任意类型( char*,int*,double*等 )的指 针。
- 总结:
- void* 类似于通配符,不能对void*类型的变量解引用(因为不明确内存单元的大小)。
-
void* 在间接访问(解引用)前要强制类型转换,但不能太随意,否则存和去的数据类型不 一致。
内存操作
我们对于内存的操作借助于string.h这个库提供的内存操作函数。
内存填充
- 头文件:#include <string.h>
- 函数原型:void *memset(void *s,int c,size_t n);
- 函数功能:填充s开始的堆内存空间前n个字节,使得每个字节值为c
- 函数参数:
- void *s:待操作内存的首地址
- int c:填充的字节数据
- size_t n:填充的字节数
- 返回值:返回s
- 注意:c常常设置为0,用于动态内存填充
内存拷贝
- 头文件:#include <string.h>
- 函数原型:void *memcpy(void *dest,const void *src,size_t n);适合目标地址与源地址内存无重叠的情况
void *memmove(void *dest,const void *src,size_t n);
- 函数功能:拷贝src开始的堆内存空间前n个字节,到dest对应的内存中
- 函数参数:
- void *dest:目标内存的首地址
- void *src:源内存首地址
- size_t n:拷贝的字节数
- 返回值:返回dest
- 注意:内存申请了几个内存空间,就访问几个内存空间,否则数据不安全
- 注意:memcpy与memmove一般情况下是一样的,更建议使用memmove进行内存拷贝;因为memmove函数是从自适应(从前往后或者从后往前)拷贝,当被拷贝的内存和目的地的内存有重叠时,数据不会出现拷贝错误。而memcpy函数是从前往后拷贝,当被拷贝的内存有重叠时,数据会出现拷贝错误。
案例:
/**
* 内存操作函数-memcpy|memmove
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void test1()
{
// 申请内存
// int *p1 = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
// int *p2 = (int*)malloc(6 * sizeof(int));
// 给p1,p2填充数据,可以使用for循环..
// for(int i = 0; i < 4; i++)
// p1[i] = 10 + i;
// memset(p2,0,6 * sizeof(int));
// 创建数组
int p1[4] = {11,12,13,14};
int p2[6] = {21,22,23,24,25,26};
// 将p1中的数据通过内存拷贝函数,拷贝到p2
// memcpy(p2+2,p1+1,2*sizeof(int)) // int p2[6] = {21,22,12,13,25,26}
memmove(p2+2,p1+1,2*sizeof(int));
// 测试输出数组
for(int i = 0; i < 4; i++)
printf("%4d",p1[i]);
printf("\n");
for(int j = 0; j < 6; j++)
printf("%4d",p2[j]);
printf("\n");
// 如果使用手动分配的指针,一定要记得释放内存
// free(p1);
// free(p2);
// p1 = NULL;
// p2 = NULL;
}
int main()
{
test1();
return 0;
}
内存比较
- 头文件: #include <string.h>
- 函数原型: int memcmp(void *dest,const void *src,size_t n)
- 函数功能:比较src和dest所代表的内存前n个字节的数据;
- 函数参数:
- void *dest:目标内存首地址
- const void* src:源内存首地址
- size_t n:比较的字节数
- 返回值:
- 0 :数据相同
- >0 :dest中的数据大于src
- <0 :dest中的数据小于src
- 注意:n一般和src,dest的总容量一样;如果不一样,内促比较的结果就不确定了。
- 案例:
/**
* 内存操作-memcmp
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void test1()
{
// 申请内存
int *p1 = (int*)malloc(3*sizeof(int));
int *p2 = (int*)malloc(4*sizeof(int));
// int p1[4] = {1,0,3,6};
// int p2[4] = {1,2,3,4};
// int result = memcmp(p1,p2,4*sizeof(int));
*p1 = 65;
*p2 = 70;
char *a = (char*)p1;// 类型转换
char *b = (char*)p2;
printf("%c,%c\n",*a,*b);
int result = memcmp(a+1,b+1,1*sizeof(char));
printf("%d\n",result);
}
int main()
{
test1();
}
内存查找
- 头文件: #include <string.h>
- 函数原型: int *memchr|*memrchr(const void *s,int c,size_t n)
- 函数功能:在s开始的堆内存空间前n个字节中查找字节数据c
- 函数参数:
- const void *s:待操作内存首地址;
- int c:待查找的字节数据
- size_t n:查找的字节数
- 返回值:返回查找到的字节数据地址
- 注意:如果内存中没有重复数据,memchr和memrchr结果是一样的;如果内存中有重复数据, memchr和memrchr结果就不一样;
void *memrchr(..);// 在使用时编译会报错,需要使用外部声明
// 外部申请
extern void *memrchr(..);
案例:
/**
* 内存操作-memchr | memrchr
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// 声明外部函数
extern void *memrchr(const void *s,int c,size_t n);
void test1()
{
// 申请内存
int *p = (int*)malloc(4*sizeof(int));
if(!p)
{
puts("内存分配失败!");
return;
}
// 给变量赋值
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
p[i] = i * 2;
}
p[3] = 4;
// 输出
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
printf("%d,",p[i]);
}
printf("\n");
// 内存查找 memchr
int *x = (int*)memchr(p,4,4*sizeof(int));
printf("%p--%p--%d\n",x,p,*x);
// 内存查找 memrchr
int *y = (int*)memrchr(p,4,4*sizeof(int));
printf("%p--%p--%d\n",y,p,*y);
// 回收内存
free(p);
p = NULL;
}
int main()
{
test1();
}
扩展:形式参数和实际参数的对应关系
//形式参数和实际参数的对应关系
#include <stdio.h>
//void test(int arr[]) //可以
//void test(int arr[2]) //可以
//void test(int * arr) //可以
//void test(int *arr[]) //不可以,编译报错
//void test(int ** arr) //不可以
//void test(int (*arr)[]) //不可以
//---------------------------------
//void test2(int * arr[]) //可以
//void test2(int ** arr) //可以
void test2(int (*arr)[]) //不可以
{
printf("test执行了\n");
}
int main()
{
/*
int arr[3]={0};
test(arr);
*/
int *arr[3] = {0};
test2(arr);
return 0;
}
//形式参数和实际参数的对应关系
#include <stdio.h>
//void test(int arr[2][3]) //可以
//void test(int arr[][3]) //可以
//void test(int arr[2][]) //不可以
//void test(int arr[][]) //不可以
//void test(int (*arr)[]) //可以
//void test(int(*)arr[]) //语法错误
//void test(int(*arr)[3])
//void test(int *arr[]) //不可以
//----------------------------------------
//void test2(int *arr[]) //可以
//void test2(int arr[][1]) //不可以
//void test2(int **arr) //可以
void test2(int(*arr)[]) //不可以
{
printf("test\n");
}
int main()
{
/*
int arr[2][3] = {0};
test(arr);
*/
/*
int a = 20;
int *arr[] = {&a};
test2(arr)
*/
int** p;
test3(p);
return 0;
}
形式参数和实际参数的对应关系扩展:形式参数和实际参数的对应关系