C语言入门-指针
终于到了精髓的地方了,这确实有点懵,总感觉这太麻烦了,而且写着也不爽,还是怀念py或者java,但也没办法,还是要继续学下去。
一、运算符&
- scanf("%d" , &i); 里的&
- 获取变量的地址,它的操作数必须是变量
- 地址的大小是否与int相同取决于编译器
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 0;
printf("0x%x\n", &i);
// 0x62fe4c
return 0;
}
&不能取的地址
&不能对没有地址的东西取地址
- &(a+b) ?
- &(a++) ?
二、指针
- 如果能够将获得变量的地址传递个一个函数,能否通过这个地址在那个函数内访问这个变量?
- scanf("%d" , &i);
- scanf()的原型应该是怎样的?我们需要一个参数保存别的变量的地址,如何表达能够保存地址的变量
指针
就是保存地址的变量 , *p
// p是一个指针,现在把i的地址交给了p
int i;
int* p = &i;
// 下面两种形式一样,p是一个指针,而q是一个普通的int变量
int* p , q;
int *p , q;
指针变量
- 变量的值是内存的地址
- 普通变量的值是实际的值
- 指针变量的值是具有实际值的变量的地址
作为参数的指针
- void f(int *p);
- 在被调用的时候得到了某个变量的地址
- int i = 0;f(&i);
- 在函数里面可以通过这个指针访问到外面的的这个i
#include <stdio.h>
void f(int *p);
int main(void)
{
int i = 6;
printf("&i=%p\n", &i);
f(&i);
return 0;
}
void f(int *p)
{
printf(" p=%p\n", p);
}
// 可以看到这里获取的地址是相同的
// &i=000000000062FE4C
// p=000000000062FE4C
访问那个地址上的变量*
- *是一个单目运算符,用来访问指针的值所表示的地址上的变量
- 可以是右值也可以是左值
- int k = *p;
- *p = k + 1;
*左值之所以叫左值
- 是因为出现在赋值号左边的不是变量,而是值,是表达式计算的结果
- a[0] = 2;
- *p = 3;
- 是特殊的值,所以叫左值
#include <stdio.h>
// 声明两个函数
void f(int *p);
void g(int k);
int main(void)
{
int i = 6;
printf("&i=%p\n", &i);
f(&i);
// 此时i的值已经发生了变化
g(i);
return 0;
}
// 传入的是地址
void f(int *p)
{
printf(" p=%p\n", p);
printf("*p=%d\n", *p);
*p = 66;
}
// 传入的普通int
void g(int k){
printf("k=%d\n", k);
}
// &i=000000000062FE4C
// p=000000000062FE4C
// *p=6
// k=66
三、指针的使用
指针应用场景一
交换两个变量的值
#include <stdio.h>
void swap(int *pa , int *pb);
int main()
{
int a = 5;
int b = 10;
swap(&a , &b);
printf("a=%d , b=%d\n", a , b);
return 0;
}
void swap(int *pa , int *pb){
int t = *pa;
*pa = *pb;
*pb = t;
}
指针应用场景二
- 函数返回多个值,某些值就只能通过指针返回
- 传入的参数实际上是需要保存带回的结果的变量
#include <stdio.h>
void minmax(int a[] , int len , int *min , int *max);
int main(void)
{
int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,12,13,14,15,34,35,66,};
int min , max;
minmax(a , sizeof(a)/sizeof(a[0]) , &min , &max);
printf("min = %d , max = %d \n", min , max);
return 0;
}
void minmax(int a[] , int len , int *min , int *max)
{
int i;
*min = *max = a[0];
for (i = 0; i < len; i++)
{
if (a[i] > *max)
{
*max = a[i];
}
if (a[i] < *min)
{
*min = a[i];
}
}
}
指针应用场景二b
- 函数返回运算的状态,结果通过指针返回
- 常用的套路是让函数返回特殊的不属于有效范围内的值表示出错
- -1 或 0
- 但是当任何数值都是有效的可能结果时,就得分开返回了
#include <stdio.h>
// 如果成功就返回1,否则就是0
int divide(int a , int b , int *result);
int main(void)
{
int a = 5;
int b = 2;
int c;
if (divide(a,b,&c))
{
printf("%d/%d = %d\n", a, b, c);
}
return 0;
}
int divide(int a , int b , int *result)
{
int ret = 1;
if ( b== 0)
{
ret = 0;
}else{
*result = a/b;
}
return ret;
}
指针常见的错误
定义了指针变量,还没有指向任何变量,就开始使用了
四、指针与数组
传入函数的数组成什么了?
- 函数参数表中的数组实际上是指针
- sizeof(a) == sizeof(int*)
- 但是可以用数组的运算符[]进行运算
下面的四种函数原型是等价的
int sum(int *ar , int n);
int sum(int* , int);
int sum(int ar[] , int n);
int sum(int[] , int);
数组变量是特殊的指针
数组变量本身表达地址,所以
- int a[10]; int*p = a; // 无需用&取地址
- 但是数组的单元表达的是变量,需要用&取地址
- a == &a[0]
[]运算符可以对数组做,也可以对指针做
- p[0] <===> a[0]
*运算符可以对指针做,也可以对数组做
- *a = 25
数组变量是const的指针,所以不能被赋值
五、指针与const
- 表示一旦得到了某个变量的地址,不能再指向其他变量
// q内写的地址不能被改变
int *const q = &i;
*q = 26; // ok
q++; // error
- 表示不能通过这个指针去修改那个变量(并不能使得那个变量成为const)
const int *p = &i;
*p = 26; // error (*p是不能变的)
i = 26; // ok
p = &j; // ok
- 看懂下面的意思?
const int * p1 = &i;
int const * p2 = &i;
int *const p3 = &i;
判断那个被const的标志是const在*的前面还是后面
前面两个*p不能被修改,就像第二种情况
const数组
const int a[] = {1,2,3,4,5,6,};
- 数组变量已经是const的指针了,这里的const表明数组的每个单元都是const int
- 所以必须通过初始化进行赋值
保护数组值
- 因为把数组传入函数时传递的是地址,所以那个函数内部可以修改数组的值
- 为了保护数组不被函数破坏,可以设置参数为const
int sum(const int a[] , int length);
六、指针运算
1+1 = 2 ?那么指针加1等于什么呢
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char ac[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,};
char *p = ac;
printf("p =%p\n", p);
printf("p + 1 =%p\n\n", p+1);
// p =000000000062FE30
// p + 1 =000000000062FE31
// 相差了1
int ai[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,};
int *q = ai;
printf("q =%p\n", q);
printf("q + 1 =%p\n\n", q+1);
//q =000000000062FE00
//q + 1 =000000000062FE04
// 相差了4
return 0;
}
我们不难发现,在char中,相差了1,在int中相差了4,这是怎么回事?
sizeof(char) = 1 , sizeof(int) = 4
对指针做一个加1的动作,意味着要把它移动到下一个单元去
int a[10];
int *p = a;
*(p+1) --> a[1]
如果指针不是指向一片连续分配的空间,如数组,那么这运算没有意义
可以对指针的算术运算
- 给指针加、减、一个整数(+、+=、-、-=)
- 递增递减(++/--)
- 两个指针相减
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char ac[] = {0,1,2,3,4,20,6,7,8,9,};
char *p1 = &ac[5];
char *p2 = &ac[4];
printf("p1 - p2 = %d\n" , p1 - p2);
printf("*p1 - *p2 = %d\n" , *p1 - *p2);
// p1 - p2 = 1 也就是 5 -4
// *p1 - *p2 = 16 也就是 20 - 4
int ai[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,18,};
int *q1 = &ai[9];
int *q2 = &ai[2];
printf("q2 - q1 = %d\n", q2 - q1);
printf("*q2 - *q1 = %d\n", *q2 - *q1);
// q2 - q1 = -7 也就是 2 - 9
// *q2 - *q1 = -16 也就是 2 - 18
return 0;
}
*p++
- 取出p所指的那个数据来,完事之后顺便把p移动到下一个位置
- *的优先级虽然高,但没有++高
- 常用于数组类的连续空间操作
- 在某些cpu上,这可以直接被翻译成一条汇编指令
char ac[] = {0,1,2,3,4,20,6,7,8,9,-1};
char *p = &ac[0];
// 普通方法遍历数组
// int i ;
// for (i = 0; i < sizeof(ac)/sizeof(ac[0]); i++)
// {
// printf("%d\n", ac[i]);
// }
// 普通指针遍历数组
// for (p = ac; *p != -1; p++)
// {
// printf("%d\n", *p);
// }
// printf("---------------\n");
// 使用*p++,快
while(*p != -1){
printf("%d\n", *p++);
}
0地址
- 当然你的内存中有0地址,但是0地址通常是个不能随便碰的地址
- 所以你的指针不应该具有0值
- 因此可以用0地址来表示特殊的事情
- 返回的指针是无效的
- 指针没有被真正的初始化(先初始化为0)
- NULL是一个预定定义的符号,表示0地址
指针的类型
- 无论指向什么类型,所有的指针的大小都是一样的,因为都是地址
- 但是指向不同类型的指针是不能直接互相赋值的
- 只是为了避免用错指针
用指针来做什么
- 需要传入较大的数据时用作参数
- 传入数组后对数组做操作
- 函数返回不止一个结果
- 需要用函数修改不止一个变量
- 动态申请内存时
七、动态内存分配
输入数据
- 如果输入数据时,先告诉你个数,然后再输入,要记录每个数据
- C99可以用变量做数组定义的大小,C99之前呢?
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
int number;
int *a;
int i;
printf("请输入数量:\n");
scanf("%d" , &number);
// 动态内存分配用malloc,此时a就相当于数组
a = (int*)malloc(number*sizeof(int));
for (i = 0; i < number; i++)
{
scanf("%d" , &a[i]);
}
for (i = number - 1; i >=0; i--)
{
printf("%d\n", a[i]);
}
// 最后释放空间
free(a);
return 0;
}
malloc函数
#include <stdlib.h>
void* malloc(size_t size);
- 向malloc申请的空间的大小是以字节为单位的,需要什么类型就在sizeof里面写什么类型
- 返回的结果是void* , 需要类型转换为自己需要的类型
- 最后释放空间
(int*)malloc(n*sizeof(int));
没空间了?
- 如果申请失败则返回0 , 或者叫做NULL
- 你的系统可以给你多大的空间?
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
void *p;
int cnt = 0;
while((p = malloc(100 * 1024 *1024))){
cnt ++ ;
}
printf("分配了%d00MB的空间\n", cnt);
return 0;
}
// 分配了27200MB的空间
free()
- 把申请得来的空间还给系统
- 只能还申请的空间的首地址
- 一个malloc对应一个free
作者:山丘!
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