指针

指针

变量的地址

内存每一个字节都有一个对应的地址编号，方便计算机快速找到对应内存空间。也可以将地址形象的称为指针

假如：

int a=6; 系统分配10002~10005地址空间给a，存储int类型的数值6，并且生成变量a和地址10002的对照表。在执行代码时，通过变量名找到对应的地址，然后通过数据类型int获取4个字节空间内的信息，读取对应的数值

scanf(“%d”, &a); &获取对应a变量的地址，将键盘输入的指存入到对应地址内存中

指针变量

如果将一个变量b用来存储另一个变量a的地址(指针)，称变量b为指针变量

int a;

int *b;

变量a的地址为10001，地址10001的内容为int类型数据10；

变量b的地址为10007，地址10007的内容为指针类型数据10001

定义指针变量

类型名 *指针变量名

• 类型名表示指针变量用来指定对应变量的数据类型。让系统知道对应地址的数据在内存中占的字节数和存放方式

• *表示变量时一个指针类型的变量

• 指针变量只能存放指针，不能直接将一个数值赋值给指针变量。 int *p = &a;

在定义指针变量时，可以同时该指针变量初始化

引用指针变量

&：取地址运算符。例如&a获取变量a的地址

*：指针运算符。例如*p表示指针变量p指向的对象，与定义时不同

函数传递指针变量

也可以在函数的参数传递过程中传递指针变量

指针和数组

数组元素的指针

变量有地址，同样的数组元素也有地址，也可以通过指针指向数组元素

数组名代表数组中第一个元素的地址。并不是代表整个数组

数组元素的指针运算

当指针指向数组元素时，可以对指针进行加减运算

• p+1: 指向同一个数组中的下一个元素地址,不是地址数值+1,根据定义的类型大小增加（++）
• p -1: 指向同一个数组中的上一个元素地址,不是地址数值 -1 ,根据定义的类型大小减小（--）
• 如果p = &a[0], p+3 是a[3]的地址，也等效于a+3
• *(p+3)获取p+3地址的数组元素。[ ]实际是变址运算符，a[i]等效为*(a+i)
• 如果p1和p2指向同一个数组中的元素，则p1-p2的结果为之间的元素个数

指针引用数组元素

通过指针的方法引用数组元素的方法：

• 下标法 例如：a[i]
• 指针法 例如：*(a+i)或*(p+i),其中a是数组名，p是指向数组元素的指针变量

注意：

• a是数组首元素的地址，是一个常量，不能通过a++等方式改变a的值
• 当指针p指向数组元素时,指针p可以使用p[i]带下标的方式。当p = a时,p[i]等同于a[i].当p = &a[2],p[i] = a[i+2]

函数传递指针

在之前的函数参数为数组这一节强调，函数如果传递数组名时，传递的是数组首地址，且如果形参数组中各元素的值发生变化，则实参数组元素的值也跟着改变

• 形参经过编译后，自动编译为一个指针变量a，因此形参的定义[ ]中括号中可以是任意数值

• 函数传递数组一共有4中情况：

  • 形参和实参都用数组名
  • 实参数组名，形参指针名
  • 实参指针名，形参数组名
  • 形参和实参都用指针名

指针引用多维数组

现有一个二维数组：int a[3][4] = {{3,8,6,2},{5,6,3,9},{2,5,3,0}}（a包含3行，分别用a[0],a[1],a[2]表示）

二维数组地址说明：

• a代表二位数组首行的起始地址1244952

• a+1代表序号为1的行的地址1244968

  计算方法：1244952+4*4 = 1244968

• a[0],a[1],a[2]是一维数组名，也是各行的首地址

  a[0] = &a[0][0] = *(a+0)

  a[1] = &a[1][0] = *(a+1)

  a[2] = &a[2][0] = *(a+2)

• a[0]是一维数组名，则a[0]+1 表示 a[0][1]的地址

  a[1] + 2 表示a[1][2]的地址，即&a[1][2]

  a[1]+2 = *(a+1) +2 = &a[1][2]

• a[0][2] = *(a[0]+2) = ((a+0) +2)

  a[1][2] = *(a[1]+2) = ((a+1) +2)

注意: a+1 和a[1]的结果一样，但是性质不同。a+1指向第2行（属性为行），a[1]指向第2行首元素地址（属性为元素）,因为C语言的地址信息中即包含了位置信息，也包含了数据的类型信息

例如：a+1再加1，是下一行，而a[1]+1是下一个元素

指针和字符串

指针指向字符串常量

引用字符串的方法

• 字符数组存储字符串
• 字符指针变量指向字符串常量

注意：

• %s是通过字符指针找到字符串常量的首地址，使地址不断加1，直到遇到\0为止，输出地址对应内容
• 对数值型数组是不能通过%s一次性输出全部元素，只能元素逐个输出

函数传递字符指针

在函数传递过程中，可以使用字符数组名作参数，也可以使用字符指针变量作参数

字符数组和字符指针的对比

通过以上的例子，可以看到字符数组和字符指针变量都能实现对字符串的操作

它们之间的区别：

• 字符数组包含多个元素，每个元素都有自己的地址，而字符指针变量中存放的是地址
• 可以对字符指针变量赋一个地址，但不能对字符数组名赋值，它是一个常量
• 字符数组除了在初始化是可以一次性对所有元素赋值，非初始化部分不能一次性赋值，但字符指针变量可以实现
• 字符指针变量一旦定义，需要及时对它赋予一个地址。否则会出现指针地址不明确，导致破会系统
• 字符数组的元素值可以被改变，但字符指针指向的字符串常量中的元素不能被改变

补：使用字符指针变量指向的字符串或字符数组都可以实现printf函数的可变格式输出。

函数指针变量

函数指针

什么是函数指针？

程序代码中的函数在编译时，会分配一段存储空间存储函数可执行代码，函数名代表函数的起始地址。调用该函数时，会从函数名处找到函数的起始地址，并执行对应函数

函数名即是函数指针

定义一个指针变量用于指向函数，存放函数的起始地址，则此指针为函数指针变量

定义函数指针变量

 类型名 (*指针变量名)（函数参数列表）

注意：

• 定义函数指针变量之前需要确定好类型名，类型名代表可以指向的函数类型

  例如：int ( *p )(int ,int)代表指针p只能指向int类型的函数，且对应的函数有两个整型形参

• *指针变量名 需要用括号括起来

• 给函数指针变量赋值时，只需给出函数名， 不用写入参数

• （*指针名）是调用函数，使用（*指针名）替代函数名即可

• 函数指针变量没有加减运算，是无意义的运算

函数指针变量对比函数名的两者使用的优点：函数名调用函数，只能调用指定的一个函数，而函数指针变量可以通过改变指针变量的地址灵活调用不同的函数

函数指针做函数参数

在实际使用中，常常将函数指针作为另一个函数的参数，传递到其他函数中

例如函数指针变量p指向函数a，函数b中的一个参数为变量p

int b( int ( *p ))

函数返回指针

函数除了可以返回整型、字符、浮点数等以外，还可以返回指针

返回指针的函数定义方式：

类型名 *函数名 (参数列表)

例如：

int *ff(int a, int b)

返回指针的方法：通过return函数返回指针变量名

指针数组

什么是指针数组

一个数组，每个元素都是指针型数据，称为指针数组

定义方法：

类型名 *数组名[数组长度]

使用场景：当有多个字符串时，可以使用指针数组处理更加灵活

多重指针

一个指针变量指向另一个指针称为多重指针

定义多重指针的方法：

指针类型 **指针名   

例如：

char  **p

理论上可以出现3重地址，甚至更多重地址，但是通常间接访问变量一般不会超过二级地址。级数越多越难于理解和使用

main函数的参数

main函数是程序的起始位置，一般写成void main( ),其中括号里面是没有任何参数，本质上main函数可以给定参数。有参数的形式为：

void main(int argc, char *argv[ ] )   

其中argc和argv就是main函数的形参。argc接收参数个数，argv是字符指针数组

由谁传递实参给main函数？

由操作系统传递实参给main函数。实参是和执行文件的命令一起给出的

如何传递实参给main函数？

1. visual c++菜单栏project—settings—Debug—program arguments

2. 在DOS、Linux终端、Macos终端中命令行的一般形式为：

   命令名 参数1 参数2 … 参数n
   

其中命令名为可执行文件名(包含main函数的.exe文件)，各个参数之间用空格分隔

动态内存操作

内存存储区分为静态存储区和动态存储区，全局变量以及静态局部变量是分配的静态存储区，而局部变量(非静态)是分配动态存储区。动态分配的空间使用时随时开辟，不需要时随时释放。也可以通过代码来分配动态内存

malloc

开辟动态存储区

malloc(size)

例如：

int *p
p = malloc(7*4)

开辟一个长度为size(字节)的连续空间，size为正整数，函数返回分配空间的首地址，malloc函数为指针型函数。如果此函数没有成功分配空间(例如空间不足、空间异常等)，则返回空指针（NULL）

calloc

开辟动态存储区

calloc(unsigned n, unsigned size)

例如：

p = calloc(50,4)

开辟一个n*size长度的空间，空间分配较大

realloc

为已开辟的空间重新分配动态存储区

realloc(p, size)

例如：

p = realloc(p,10)

p为之前已开辟过的动态存储空间，通过realloc可以改变p的空间大小，改为size大小

free

释放已经开辟的内存空间

free(p)

例如：

free(p)

p为之前已开辟过的动态存储空间，通过free可以将p指向的内存空间释放，让系统回收

动态内存操作函数包含在stdlib.h头文件中，因此在使用malloc、calloc、realloc、free函数之前需要在文件开头加上#include<stdlib.h>