[编程笔记]第七章 指针

   【指针】
      指针的重要性
      {
          表示一些复杂的数据结构
          快速的传递数据，减少了内存的耗用
       使函数返回一个以上的值
           能直接访问硬件
           能够方便的处理字符串
           是理解面向对象语言中引用的基础
  
      总结： 指针是C语言的灵魂
     }
  
     指针的定义
     {
         地址:
              内存单元的编号
              从零开始的非负整数
              范围：4G [0-4G-1]
          指针：
              1.指针就是地址，地址就是指针 
              2.指针变量就是存放内存变量编号的变量
              或者说就是存放地址的变量
              3. 指针和指针变量是两个不同的概念
              但是要注意：通常我们叙述时会把指针变量简称为指针
              实际上他们含义并不一样
              4. 指针的本质就是一个操作受限的非负整数
  
     }
     指针的分类
     {
         1. 基本类型指针
          int *p ; /*p是变量的名字，
          int *表示p变量存放的是int类型变量的地址
          int * p ;不表示定义了一个名字叫做*p的变量
          应该这样理解：p是变量名，p变量的数据类型是int *类型
          所谓int *类型 实际上就是存放int变量地址的类型           */
          int i = 3 ;
          int j ;
          p = &i ;
  
  1. p保存i的地址，因此p指向i
  2. p不是i，i也不是p，更准确的说：
      修改p的值不影响i的值，修改i的值也不影响p的值
  3. 如果一个指针变量指向了某个普通变量，则
      *指针变量 就完全等同于 普通变量
  
  例子：
      如果p是个指针变量，并且p存放了普通变量i的地址
      则p指向了普通变量
      *p 就完全等同于 i
      或者说：
      在所有出现*p的地方都可以替换成i
      在所有出现*i的地方都可以替换成p
  
      *p 最准确的解释是：*p 表示的是以p的内容为地址的变量
      j = *p ; //等价于 就= i;
      printf("i=%d,j=%d\n",i,j) ;
  
         附注：
              *的含义：
              1. 乘法
              2. 定义指针变量 int *p
              //定义了一个名字叫p的变量，int *表示p只能存放int变量的地址
              3. 指针运算符
                  该运算符放在已经定义好的指针变量的前面 
                  如果p是一个已经定义好的指针变量
                  则*p表示 以p的内容为地址的变量
              
      
          如何通过被调函数修改主调函数普通变量的值
              1. 实参必须为该普通变量的地址
              2. 形参必须为指针变量
              3. 在被调函数中通过
                  *形参名 = ...
                  的方式就可以修改主调函数相关变量的值
              }   
  
          2.指针和数组
              指针和一维数组
                  一维数组名是个指针常量
                  它存放的是一维数组第一个元素的地址
              
              下标和指针的关系
                  如果p是个指针，则p[i]永远等价于*(p+1)
              
              确定一个一维数组需要几个参数
              (如果一个函数要处理一个一维数组，则需要接受该数组的哪些信息)
  
                  需要两个参数：
                      数组第一个元素的地址
                      数组的长度
              
              指针变量的运算：
                  指针变量不能想家 不能相乘 也不能相除
                  如果两个指针变量指向的是同一块连续空间中的不同存储单元
                  则这两个指针变量才可以相减
     
              一个指针变量到底占几个字节
                 预备知识：
                 sizeof(数据类型)
                 功能:返回值就是该数据类型所占的字节数
 
                 例子：
                 sizeof(int) = 4 
                 sizeof(char) = 1 
                 sizeof(double) = 8
 
                 sizeof(变量名)
                 功能：返回值是该变量所占的字节数
 
                 假设p指向char类型变量   (1个字节)
                 假设q指向int类型变量    (4个字节)
                 假设r指向double类型变量     (8个字节)
 
                 请问：p q r 本身所占的字节数是一样的
 
                 总结： 
                     一个指针变量，无论它指向的变量占几个字节
                     该指针变量本身只占四个字节
 
                     一个变量的地址就用该变量首字节的地址来表示
                 
                 指针和二维数组
 
         3. 指针和函数
 
         4. 指针和结构体
 
         5. 多级指针
             示例：
             int i= 10 ;
             int * p = &i ; 
             //p只能存放int类型变量的地址
             int ** q = &p ;
             //q是int**类型，
             //所谓int**类型就是指q只能存放int*类型变量的地址
             int *** r = &q ;
             //r是int***类型，所谓int***类型变量的地址就是
             指r只能存放int类型变量的地址
             //r = &p ;
             printf("i=%d\n",***r) ;
             //输出结果是10，只有***r才表示的是i，或*r或**r
   
     }
 
 专题：
     动态内存分配【重点难点】
     传统数组的缺点
         1. 数组长度必须事先制定，且只能是常整数，不能是变量
         //int a[5] ;
         //int len = 5; int a[len] ; //error
 
         2. 传统形式定义的数组，该数组的内存程序员无法手动释放
         在一个函数运行期间，系统为该函数中数组所分配的空间
         会一直存在，直到该函数运行完毕时，数组的空间才会被系统释放
 
         3. 数组的长度一旦定义，其长度就不能在更改
                 数组的长度不能在函数运行的过程中动态的扩充或缩小
         4. A函数定义的数组，在A函数运行期间可以被其他函数使用
         但A函数运行完毕之后,A函数中的数组将无法被其他函数使用
 
         传统方式定义的数组不能跨函数使用
 
        为什么需要动态分配内存
             动态数组很好的解决了传统数组的这4个缺陷
             传统数组也叫静态数组
 
         动态内存分配距离_动态数组的构造
             假设动态构造一个int型 一维malloc(int len)
             1. 本语句分配了两块内存，一块内存是动态分配的
                总共len个字节，另一块是静态分配的
                并且这块静态内存是p变量本身所占的内存，总共占4个字节
                     1>.malloc只有一个int型的形参，表示要求系统分配的字节数
                     2>.malloc函数的功能是请求系统len个字节的内存空间，如果请求分配成功
                     则返回第一个字节的地址，如果分配不成功，则返回NULL
                         malloc函数能且只能返回第一个字节的地址(俗称干地址)转换为一个实际意义的地址
                         因此malloc前面必须加(数据类型*)，表示这个无实际意义的第一个字节的地址
                         转化为相应类型的地址。
                         
                         如：int *p = (int*)malloc(50);
                             /*表示将系统分配好的50个字节的第一个字节的地址转化为int*型的地址
                             更准确的说，是把第一个字节的地址转化为四个字节的地址，这样p就指向了第一个
                             的四个字节，p+1就指向了第2个的四个字节，p+1就指向了第i+1个的4个字节。
                             p[0]就是第一个元素，p[i]就是第i+1个元素*/
 
                         double * p = (double*)malloc(80) ;
                         /*表示将系统分配好的80个字节的第一个字节转化钻尾double*型的地址
                         更准确的说，是把第一个字节的地址转化为8个字节的地址
                         这样p就指向了第一个的8个字节，p+1 就指向了第2个的8个字节
                         p+i 就指向了第i+1个字节。
                         p[0]就是第一个元素，p[i]就是第i+1个元素   */
         free(p) ;
         /* 表示把p所指向的内存给释放掉。p本身的内存是静态的，
         不能由程序员手动释放，p本身的内存只能在p变量所在的函数运行终止
         时由系统自动释放  */
 
         静态内存和动态内存的比较 【重点】
         {
             静态内存是由系统自动分配的，由系统自动释放
             静态内存是在栈分配的
             动态内存是由程序员手动分配，手动释放的
             动态内存是在堆分配的
         }
 
         跨函数使用内存的问题 【重点】
         {
             静态内存不可以跨函数使用
                 静态内存在函数执行期间可以被其他函数使用
                 但静态内存在函数执行完毕后就不能再被其他函数使用了
             动态内存可以跨函数使用
                 动态内存在函数执行完毕之后仍然可以被其他函数使用
         }