指针基础知识

程序经过编译后将变量名转换成变量的地址，对变量的存取都是通过地址进行的。

 

一.指针与指针变量

指针：一个变量的地址。指针就是地址

指针变量：专门存放变量地址的变量

 

二.指针的初始化

1.可以用任意合法的指针值进行初始化

2.如果定义指针变量时没有初始化，则系统将根据指针变量的类型选择是否自动初始化指针变量：

• 全局变量和静态变量将被自动初始化为空指针
• 局部自动变量、寄存器变量将不被自动初始化，因此它们的值是不确定的，要有明确的变量关联后才能被使用。

3.不能用auto变量的地址初始化static指针

    eg：int i; static int *p = &i;

 

三.函数指针

定义: int (*p)(int,int);

赋值：p = max (max是一个函数，形参为(int,int)，返回类型为int）

调用：（*p)(x1,x2)

用途：当一个函数在不同情境下调用形参和返回类型都相同的不同函数（max，min等）时可以不用更改函数代码

 

四.数组与指针

1.数组名在 C语言中被处理成一个地址常量,即数组在内存中的起始地址(数组的指针)。在其生存期内不会改变, 因此, 不能给数组名重新赋值。

2.4种表示数组元素的方法（p是指针，s是数组）

    s[i],    *(s+i),    p[i],    *(p+i) 

3.二维数组与指针

二维数组：在内存中按行存储，每一行视为一个整体

 

（1）例如，有如下定义：
int a[3][4]={{10,20,30,40,},{50,60,70,80},{90,91,92,93}};

则数组a有3个元素，分别为a[0]、a[1]、a[2]。而每个元素都是一个一维数组，各包含4个元素，如a[1]的4个元素是a[1][0]、a[1][1]、a[1]2]、a[1][3]。

若有：
int *p=a[0];
则数组a的元素a[1][2]对应的指针为：p+1*4+2

元素a[1][2]也就可以表示为：*( p+1*4+2)
用下标表示法，a[1][2]表示为：p[1*4+2]

特别说明：
    对上述二维数组a，虽然a[0]、a都是数组首地址，但二者指向的对象不同。

    a[0]是一维数组的名字，它指向的是a[0]数组的首元素，对其进行“*”运算，得到的是一个数组元素值，即a[0]数组首元素值，因此，*a[0]与a[0][0]是同一个值；

    而a是一个二维数组的名字，它指向的是它所属元素的首元素，它的每一个元素都是一个行数组，因此，它的指针移动单位是“行”，所以a+i指向的是第i个行数组，即指向a[i]。对a进行“*”运算，得到的是一维数组a[0]的首地址，即*a与a[0]是同一个值。

    当用int *p;定义指针p时，p的指向是一个int型数据，而不是一个地址，因此，用a[0]对p赋值是正确的，而用a对p赋值是错误的。

 

（2）用二维数组名作地址表示数组元素。
另外，由上述说明，我们还可以得到二维数组元素的一种表示方法：
对于二维数组a，其a[0]数组由a指向，a[1]数组则由a+1指向，a[2]数组由a+2指向，以此类推。因此，*a与a[0]等价、*(a+1)与a[1]等价、*(a+2)与a[2]等价，┅，即对于a[i]数组，由*(a+i)指向。由此，对于数组元素a[i][j]，用数组名a的表示形式为：
*(*(a+i)+j)
指向该元素的指针为：
*(a+i)+j
数组名虽然是数组的地址，但它和指向数组的指针变量不完全相同。指针变量的值可以改变，即它可以随时指向不同的数组或同类型变量，而数组名自它定义时起就确定下来，不能通过赋值的方式使该数组名指向另外一个数组。

 

（3）行数组指针
在上面的说明中我们已经知道，二维数组名是指向行的，它不能对如下说明的指针变量p直接赋值：
int a[3][4]={{10,11,12,13},{20,21,22,23},{30,31,32,33}},*p;
其原因就是p与a的对象性质不同，或者说二者不是同一级指针。C语言可以通过定义行数组指针的方法，使得一个指针变量与二维数组名具有相同的性质。行数组指针的定义方法如下：
数据类型 (*指针变量名)[二维数组列数]；
例如，对上述a数组，行数组指针定义如下：
int (*p)[4];

数据类型 （*指针变量）[];
它表示，数组*p有4个int型元素，分别为(*p)[0]、(*p)[1]、(*p)[2]、(*p)[3] ，亦即p指向的是有4个int型元素的一维数组，即p为行指针

此时，可用如下方式对指针p赋值：
p=a;

（备注：一般的指针，int*p,也可以指向一个数组，元素为p[0]，p[1],...但二者的基类型不同，行数组指针的基类型是一个行数组，而一般的指针的基类型是一个int型）

 

五.指针与字符串

1.用字符数组指向字符串和用字符指针指向的字符串的区别

如：char  *str="OK"; 与 char a[]="OK";

• str 是指针变量，可多次赋值；a 是数组名，表示地址常量，不能赋值，且 a 的大小固定，预先分配存储单元。
• 类型、大小不同。str 是指针，a 是数组。它们的存储表示如图所示。

           

• a 的元素可重新赋值，不能通过 str 间接修改字符串常量的值。

 

例题一

 

答案：

1.float(**def)[10];

def是一个二级指针，它指向的是一个一维数组的指针

2.double*（*gh）[10]

gh是一个指针，指向一个一维数组，数组元素是double*

3.double*（*f[10])();

f是一个有十个元素的数组，每个元素为函数指针

4.int *（（*b）[10])

同2，b是一个指针，指向一个一维数组，数组元素是int*

5.long（*fun）（int）

fun是一个函数指针

6.int（*（*F）（int，int））（int）

F是一个函数指针，指向的函数为有两个int参数并返回函数指针的函数，返回的函数指针指向形参为一个int参数返回值为int的函数

 

 例题二

分析：数组名本身就是指针，再加个&就变成了指针的指针即二维指针，加一，就是数组整体加一行。

答案：1,5

 

例题三

空指针与迷途指针的区别？

答案：当delelte释放一个指针时，实际上是编译器释放内存，但指针本身依然存在，这时它就是迷途指针。当使用赋值语句将0赋给迷途指针时就可以将迷途指针改为空指针。

            如果在一个迷途指针被多次重复删除，程序会变得很不稳定，可能发生任何事情。但是删除空指针是安全的。

            使用迷途指针或空指针是非法的，可能造成程序崩溃。如果是空指针，它所造成的崩溃相比迷途指针是一种可预料的崩溃，更便于调试。

 

例题四

C++中有了malloc/free，为什么还需要new/delete?

答案：malloc/free是C++/C的标准库函数，new/delete是C++的运算符。它们都可用于动态申请内存和释放内存。

         对于非内置数据类型的对象而言，malloc/free无法完成申请动态内存的要求。因为对象在创建的同时要自动执行构造函数，在消亡之前要自动执行析构函数。而malloc/free是库函数不是运算符，不能做到自动执行创建对象的构造函数与析构函数。

        因此C++语言需要一个能自动完成动态内存分配和初始化工作的运算符new，以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。new/delete 不是库函数，而是运算符。