C语言深入理解指针1

news2024/12/28 4:15:38

1. 内存和地址

1.1内存

内存空间如何高效管理?把内存划分一个个的内存单元，每个内存单元的大小取一个字节一个比特位可以存储一个2进制的位1或者0，那么一个内存单元可以放8个比特位，每个内存单元都有一个编号，有了内存单元的编号，cpu就可以快速找到一个内存空间。
这个编号也称为地址，c语言中给地址称为指针，也就是说
内存单元的编号＝＝地址＝＝指针
在这里插入图片描述

1.2如何理解编址

cpu访问内存中的某个字节空间，必须知道这个字节空间在内存的什么位置，而因为内存中字节很多，所以需要给内存进行编址。计算机中的编址，并不是把每个字节的地址记录下来，而是通过硬件设计完成的

计算机内是有很多的硬件单元，而硬件单元是要互相协同工作的，所谓的协同，至少相互之间要能够进行数据传递。
硬件与硬件之间的通信用＂线＂连起来，cpu和内存之间也是由大量的数据交互，两者必须也用线连起来
在这里插入图片描述

32位机器有32根地址总线，每根线只有两态，表示0，1[电脉冲有无]，那么一根线，就能表示2种含义，以此类推，32根地址线就能表示2^32种含义，每种含义都代表一个地址

地址信息被下达给内存，在内存上，就可以找到该地址对应的数据，将数据再通过数据总线传入cpu内寄存器

2.指针变量和地址

2.1取地址操作符(&)

在c语言中创建变量其实就是向内存申请空间

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
	// 0x 00 00 00 0a
	//变量创建的本质是：在内存上开辟空间
	//要向内存申请四个字节的空间，存放数据10
	//&a;//取地址
	printf("%p\n", &a);
	// 对于a来说，拿到的是a所占四个字节的第一个字节的地址，
	// 也就是地址较小的那个
	int* ptr = &a;//ptr指针变量，存放指针变量
	//编号=地址=指针
	return 0;
}

在这里插入图片描述

解释:
上面的代码创建了整型变量a, 内存中申请4个字节，用于存放整数10，每个字节都有地址

0x012FFB10
0x012FFB11
0x012FFB12
0x012FFB13

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 &a;//取出a的地址
 printf("%p\n", &a);
 return 0;
}

解释:
&a就是取出a所占四个字节中地址较小的字节地址

  • 注:只要知道了第一个字节地址 那么4个字节的地址也可以得到

2.2指针变量和解引用操作符(*)

2.2.1指针变量

取地址操作符(&)可以取出地址(0x006FFD70), 那么这个数值取出来存在哪里?这时候就需要指针变量来存储

int main()
{
	int a = 10;
	int * p = &a;
	printf("%d\n", a);
	*p=0;// * 解引用操作符，间接访问操作符
	//*p   通过p中存放的地址， 找到地址指向的空间，*p就是a
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

指针变量 也是一种变量，用于存放地址

2.2.2如何拆解指针类型

int a = 10;
int * pa = &a;

上面pa的类型是int*，其中*是在说明pa是指针变量，前面的int表示pa指向的是整型类型的对象
在这里插入图片描述
同理，如果有一个char类型的变量ch，ch的地址可以这样存放

2.2.3解引用操作符

c语言中，拿到地址(指针)，可以通过地址(指针)找到地址(指针)所指向的对象，那要使用该对象，就要通过解引用操作符(*)

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

解释:
上面代码中的*pa就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，*pa＝0，就把a改成了0

2.3指针变量的大小

32位机器假设有32根地址总线，每根地址线出来的电信号转换成数字信号是1或0，如果把32根地址线产生的2进制序列当做一个地址，一个地址就是32个比特位，需要4个字节存储
指针变量是用来存储地址的 ，所以指针变量的大小就是4个字节，如果是64位机器，指针变量的大小就是8个字节

int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(char*));
	printf("%zd\n", sizeof(short*));
	printf("%zd\n", sizeof(int*));
	printf("%zd\n", sizeof(long*));
	printf("%zd\n", sizeof(float*));
	printf("%zd\n", sizeof(double*));
	return 0;
}

可以得出以下结论

  • 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个比特位，指针变量大小是8个字节
  • 指针变量的大小和类型无关，只要在相同的平台下，大小都是相同的

3.指针变量类型的意义

3.1指针的解引用

//1
int main()
{
	int n = 0x11223344;
	int* p = &n;
	*p = 0;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

//2
int main()
{
	int n = 0x11223344;
	char* p = &n;
	*p = 0;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

解释:可以看到，代码1将n的4个字节改为0，而代码2则是将n的第一个字节改为0
结论:指针的类型决定了，对指针解引用的权限大小(即可操作几个字节)

3.2指针±整数

int main()
{
	int n = 0x11223344;
	int* p = &n;
	char* pc= &n;

	printf("p=%p\n", p);
	printf("p+1=%p\n", p + 1);

	printf("pc=%p\n", pc);
	printf("pc+1=%p\n", pc + 1);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

结论:可以看到char类型的指针变量+1跳过一个字节，int类型的指针变量+1跳过四个字节，即指针的类型决定了指针向前或向后的距离

4.const修饰指针

4.1const修饰变量和指针变量

变量是可以修改的，如果把变量的地址给指针变量，就可以通过指针变量修改这个变量，但是随意的修改有时是不安全的，所以这是需要const进行限制

#include <stdio.h>
int main()
{
 const int n = 0;
 printf("n = %d\n", n);
 int*p = &n;
 *p = 20;
 printf("n = %d\n", n);
 return 0;
}

在这里插入图片描述
解释:代码中的n本来是变量，被comst修饰后，就不能再对n进行修改
但如果使用指针变量存放n的地址，通过对指针变量的修改就可以修改n的值，所以这与前面产生冲突，这时对指针变量进行const修饰就可以实现不能修改

int main()
{
	const int n = 100;
	//n = 20;

	const int* const p = &n;
	*p = 20;


	printf("%d\n", n);
	return 0;
}

结论:

  • const放在*的左边，修饰的是指针的指向内容，意味着，指针的内容不能被修改，指针变量本身可修改
  • const放在*右边，修饰的是指针变量本身，意味着指针变量本身内容不能被修改

5.指针运算

指针有三种基本运算

  • 指针±整数
  • 指针-指针
  • 指针的关系运算

5.1指针±整数

数组在内存中是连续存放的，知道首元素地址，我们就可以访问整个数组
在这里插入图片描述

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//使用指针
	int* p = arr[0];
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
     //p+i-----&arr[i]
	}

	return 0;
}

解释:其中p存放的是首元素的地址，p+i是第i个元素的地址，(p+i)是第i个元素，可以得到(p+i)＝＝arr[i]

5. 2指针-指针

//指针-指针
#include <stdio.h>
int my_strlen(char *s)
{
 char *p = s;
 while(*p != '\0' )
 p++;
 return p-s;
}
int main()
{
 printf("%d\n", my_strlen("abc"));
 return 0;
}

解释:p存放的是s字符串中a的地址，通过while循环，遍历到＂\0＂的前一个字符的地址，也就是循环结束时的p++，p-s得到的是该字符串的元素个数也就是长度，返回p-s就可以得到字符串s的长度，就也是可以通过这种方式模拟实现strlen函数的功能

5.3指针的关系运算

//指针的关系运算
#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
 int *p = &arr[0];
 int i = 0;
 int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 while(p<arr+sz) //指针的⼤⼩⽐较
 {
 printf("%d ", *p);
 p++;
 }
 return 0;
}

解释:p存放的是数组首元素的地址，sz是数组元素的个数，p<arr+sz表示p小于最后一个元素的地址，当这个循环条件满足时，循环打印数组的内容，打印完一次通过p++向后面位置移动，实现数组的打印

6.野指针

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)

6.1野指针成因

1.指针未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{ 
 int *p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
 *p = 20;
 return 0;
}

2.指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 int *p = &arr[0];
 int i = 0;
 for(i=0; i<=11; i++)
 {
 //当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针
 *(p++) = i;
 }
 return 0;
}

3.指针指向的空间释放

6.2如何规避野指针

6.2.1指针初始化

当明确知道指针指向直接赋值地址，不明确的时候，可以给指针赋值NULL
NULL是c语言中定义的一个标识符常量，值是0，地址也是0，这个地址无法使用，读写该地址会报错

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 10;
 int*p1 = &num;
 int*p2 = NULL;
 
 return 0;
}

6.2.2小心指针越界

一个程序申请了多少空间，通过指针就只能访问该空间，不能超出该范围进行访问，超出就是越界访问

6.2.3指针变量不再使用时，即时置为NULL，指针使用前检查有效性

当指针变量指向一块区域的时候，可以通过指针访问该区域，后期不使用这个指针访问该区域时，可以将指针置为NULL，因为有个规则:只要是NULL指针就不去访问，同时在使用指针之前可以判断指针是否为NULL, 如果使用野指针，会很危险
代码

6.2.4避免返回局部变量的地址

7.assert断言

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);

上面代码在程序运行到这一行语句时，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

assert()宏接受一个表达式作为参数，如果该表达为真(返回值非零)，assert()不会产生任何作用，程序继续运行，如果该表达式为假(返回值为0)，assert()就会报错，在标准错误流stderr中写入一条错误信息，显示没有通过的表达式，以及包含这个表达式的文件名和行号

assert()的使用的好处:不仅能自动表示文件和出问题的行号，还有一种无需更改代码就能开启或关闭assert()的机制，如果已经确认程序没有问题，不需要做断言，就在＃include<assert. h>语句前面，定义一个宏NDEBUG

#define NDEBUG
#include <assert.h>

然后重新编译程序，编译器就会禁用文件中所有的assert()语句，如果程序又出现问题，可以移动除这条指令或者注释掉，再次编译，这样就重新启用了assert()语句

assert()缺点是，因为引入了额外的检查，增加了程序的运行时间，一般在debug版本使用，release版本禁用。

8.指针的使用和传址调用

8.1传址调用

写一个函数，交换两个整型的值

#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);
 printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
 Swap1(a, b);
 printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
 return 0;
}

在这里插入图片描述
这里发现，并没有成功交换两个值，因为Swap1函数只是把a, b,的值传了过去，函数中形参接收值，但x, y和a, b的地址并不一样，而是有自己的独立空间，当函数内部交换完后，就不会影响a, b，所以并没有成功交换，这就是传值调用

结论:实参传递给形参时，形参会单独创建一份临时空间接受实参，对形参的修改并不影响实参

当我们把a, b的地址传过去，就可以在函数内部间接操作a, b，进而完成交换

#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);
 Swap1(&a, &b);
 printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
 return 0;
}

在这里插入图片描述

解释:调用Swap2函数时，将变量的地址传递给函数，这就是传址调用

8.2 strlen的模拟实现

//计数器⽅式
int my_strlen(const char * str)
{
 int count = 0;
 assert(str);
 while(*str)
 {
 count++;
 str++;
 }
 return count;
}
int main()
{
 int len = my_strlen("abcdef");
 printf("%d\n", len);
 return 0;
}

解释:将str的地址传过去，my_strlen函数就可以拿到字符串的首地址，当该位置的内容不为＂\0＂进入循环，每次进入使计数+1，str的位置向后走，这样就可以模拟实现strlen函数的功能

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/2096665.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

Golang | Leetcode Golang题解之第389题找不同

Golang | Leetcode Golang题解之第389题找不同

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; func findTheDifference(s, t string) (diff byte) {for i : range s {diff ^ s[i] ^ t[i]}return diff ^ t[len(t)-1] }
阅读更多...
自然美景短视频素材哪里找？9个美景视频素材库网站分享

自然美景短视频素材哪里找？9个美景视频素材库网站分享

你是否曾被窗外的落日余晖震撼&#xff0c;或是被雄伟的山脉和蔚蓝的大海深深吸引&#xff1f;想要分享这世界的美好&#xff0c;却苦于没有合适的视频素材&#xff1f;今天&#xff0c;就让我带你探索那些充满自然韵味的素材宝库&#xff0c;帮你捕捉和分享自然的美丽&#xf…
阅读更多...
Linux下安装MySQL8.0

Linux下安装MySQL8.0

一、安装 1.下载安装包 先创建一个mysql目录&#xff0c;在将压缩包下载到此 # 下载tar包 wget https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQL-8.0/mysql-8.0.20-linux-glibc2.12-x86_64.tar.xz等待下载成功 2.解压mysql8.0安装包 tar xvJf mysql-8.0.20-linux-glibc2.12-x86…
阅读更多...
sqli-labs第五、六关详解

sqli-labs第五、六关详解

第五关不同于前面四关&#xff0c;涉及到盲注 首先看看是字符型注入还是数字型注入 用单引号闭合后&#xff0c;and 12无回显&#xff0c;说明字符型注入&#xff0c;接下来就要靠猜了&#xff0c;首先猜数据库长度是多少 长度为8的时候&#xff0c;正常回显&#xff0c;所以数…
阅读更多...
DFS解决floodfill算法

DFS解决floodfill算法

文章目录 1. 图像渲染2. 岛屿数量3. 岛屿的最大面积4. 被围绕的区域5. 太平洋大西洋水流问题6. 扫雷游戏7. 机器人的运动范围 1. 图像渲染 算法原理&#xff1a; 这题不需要创建visit数组去记录使用过的节点&#xff0c;因为我每次dfs都尝试修改image数组的值&#xff0c;当下…
阅读更多...
电阻器件的选型

电阻器件的选型

电阻选型需要的注意点&#xff1a; 老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下&#xff0c;阻值相对变化的百分数&#xff0c;它是表示电阻器寿命长短的参数。 噪声:包括热噪声和电流噪声两部分&#xff0c;电阻是一个耗能的器件&#xff0c;电阻器是消耗能量的。 电阻的选型需要关注…
阅读更多...
STM32 Debug卡死在BKPT 0xAB

STM32 Debug卡死在BKPT 0xAB

今天在调试程序的时候遇到了这个问题&#xff0c;最后发现是因为没有初始化串口&#xff0c;就调用了printf函数导致的&#xff0c;如果不需要用串口调试数据&#xff0c;那么需要把它们注释掉&#xff0c;否则就会出现这个问题&#xff01;
阅读更多...
Force Yc团队最新第五次创作引导页源码

Force Yc团队最新第五次创作引导页源码

Force Yc团队最新第五次创作引导页源码 此源码可以播放自己的音乐 无法播放视频背景&#xff01;~ 音乐修改:music 音乐名称:bgm.mp3 LOGO修改:images 图片名字:top-logo.mp4 文本修改:index.html Notepad编辑 Force Yc团队最新第五次创作引导页源码
阅读更多...
window下使用msys2安装openssl

window下使用msys2安装openssl

目录 参考官网解压用cmake直接安装msys2安装配置编译安装 用perl安装打开命令行工具安装编译 参考 openssl 安装 官网 https://www.openssl.org/source 解压 D:\c\openssl-3.0.1 D:\c\openssl-1.1.1u用cmake直接安装 参考官方教程https://github.com/libevent/libevent/b…
阅读更多...
Python画笔案例-026 绘制三星连线

Python画笔案例-026 绘制三星连线

1、绘制三星连线 通过 python 的turtle 库绘制三星连线的图案&#xff0c;如下图&#xff1a; 2、实现代码 绘制一个三星连线的图案&#xff0c;以下为实现代码&#xff1a; """三星连线.py """ import turtleturtle.pensize(2)for _ in range(…
阅读更多...
用EM算法估计GMM参数的实现

用EM算法估计GMM参数的实现

EM算法&#xff0c;即期望最大化算法&#xff08;Expectation Maximization Algorithm&#xff09;&#xff0c;是一种在统计学中用于估计概率模型参数的类似极大似然估计的迭代算法&#xff0c;特别适用于模型中包含隐变量或者数据由多个混合分布组成的情况。隐变量&#xff0…
阅读更多...
模型 RULER情绪管理

模型 RULER情绪管理

系列文章 分享 模型&#xff0c;了解更多&#x1f449; 模型_思维模型目录。识别情绪&#xff0c;智慧表达&#xff0c;和谐生活。 1 RULER情绪管理模型的应用 1.1 RULER情绪管理模型在小学教育中的实践 背景&#xff1a; 在一所注重学生全面发展的小学中&#xff0c;教师们发…
阅读更多...
【kubernetes】Service 介绍和应用

【kubernetes】Service 介绍和应用

一&#xff0c;Service介绍 四层代理是基于传输层&#xff08;第四层&#xff09;工作的代理&#xff0c;主要在传输层&#xff08;如TCP、UDP协议&#xff09;上转发和管理数据流 七层代理是基于应用层&#xff08;第七层&#xff09;工作的代理&#xff0c;能够对应用层协议…
阅读更多...
nginx启动报错：worker_connections exceed open file resource limit: 1024

nginx启动报错：worker_connections exceed open file resource limit: 1024

一、问题描述 某次&#xff0c;nginx重启报错&#xff1a; nginx: [warn] 4096 worker_connections exceed open file resource limit: 1024&#xff1b;如下所示&#xff1a; 二、处理 1&#xff09;原因&#xff1a;nginx默认最大的并发数为1024&#xff0c;如果你设置work…
阅读更多...
IDEA提示：java: 常量字符串过长

IDEA提示：java: 常量字符串过长

大家好&#xff0c;我是瑶山&#xff0c;今天聊聊java执行字符串过长的问题 起因 main方法测试一个上传人脸的请求&#xff0c;人脸图片使用Base64格式字符串&#xff0c;执行失败&#xff0c;提示&#xff1a;java: 常量字符串过长 在Java中&#xff0c;当你在main方法中直接…
阅读更多...
Java | Leetcode Java题解之第390题消除游戏

Java | Leetcode Java题解之第390题消除游戏

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; class Solution {public int lastRemaining(int n) {int a1 1;int k 0, cnt n, step 1;while (cnt > 1) {if (k % 2 0) { // 正向a1 a1 step;} else { // 反向a1 (cnt % 2 0) ? a1 : a1 step;}k;cnt cnt >> 1;step s…
阅读更多...
三大CSS特效与灵感宝藏网站：加速前端开发，提升网站视觉盛宴

三大CSS特效与灵感宝藏网站：加速前端开发，提升网站视觉盛宴

在日常的Web开发旅程中&#xff0c;前端程序员扮演着至关重要的角色&#xff0c;他们不仅是页面结构的搭建者&#xff0c;更是用户体验的塑造者。随着技术的不断进步&#xff0c;用户对于网页的视觉效果和交互体验要求越来越高&#xff0c;这就要求前端开发者必须掌握更多高级技…
阅读更多...
Session钝化与活化：深度解析

Session钝化与活化：深度解析

Session钝化与活化&#xff1a;深度解析 1、钝化&#xff08;Passivation&#xff09;2、活化&#xff08;Activation&#xff09;3、序列化要求4、总结 &#x1f496;The Begin&#x1f496;点点关注&#xff0c;收藏不迷路&#x1f496; 在Web开发中&#xff0c;Session扮演着…
阅读更多...
自搭靶机实现SSH爆破复现记录

自搭靶机实现SSH爆破复现记录

编写脚本实现ssh爆破。可使用paramiko、pexpect、pxssh等Python模块进行编写。但在ssh服务端将配置加密方式为非常用加密方式3des-cbc&#xff0c;端口为9981端口。 创建 了一个新的Kali虚拟机作为靶机&#xff0c;使用原本的Kali作为攻击机。 设置一个用户为target1234&#…
阅读更多...
数学建模强化宝典（5）整数规划

数学建模强化宝典（5）整数规划

前言 整数规划是数学规划中的一种特殊类型&#xff0c;它要求决策变量的取值必须是整数。这种规划问题在实际应用中非常普遍&#xff0c;因为很多决策问题&#xff08;如生产数量、人员分配、车辆调度等&#xff09;的解都必须是整数。整数规划可以分为几类&#xff0c;主要包括…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023