【C_Language】---最全面的C指针总结,初级程序员必备
好久没写博客了,重新学习C语言了的基础课程,发现很多东西都忘记的差不多了,闲来无事,总结一下关于指针的知识,希望能帮到像我一样的菜鸟们:
指针,众所周知是C语言的精华所在,不懂指针的话,你就不要说你学过C语言,因为实在是太丢脸了。
很多人,(当然,也包括我在刚学习指针的时候,被灌输的思想就是指针就是地址)然而,这仅仅是个部分正确的说法。指针与地址有着千丝万缕的联系,然而它又不完全同于地址,具体是什么,且听我慢慢道来。
一、指针与地址的关系
什么是地址?比如,你的内存有1K的存储空间,那么按字节给你的内存进行编号,你的内存将被划分称为1024个空间,编号0-1023,这就是你的内存地址。
什么是指针:首先它是一种数据类型,你可以这样认识它:指针就是一个变量,这个变量的值就是一个地址,请注意,该变量的值是一个地址。 请看下面例子。
1 int a = 3; 2 int *p= &a; 3 printf("a的地址是:%d",&a);printf("a的值是:%d",a); 4 printf("指针的地址是:%d",p);printf("指针所指空间的值:%d",*p);
0x00 | a = 3 |
0x01 | |
0x02 | p = &a=0x00 |
0x03 |
结合代码和示意图,定义了一个变量a,变量a的地址是0x00,而0x00地址中的数据是3,即a = 3,&a = 0x00;同理定义了一个指针变量p,p的地址是0x02,而0x02地址中的数据是p的值,既p = 0x00,&p = 0x02,也就是p的值是a的地址,那么*p,就是将0x00地址中的数据取出来,则*p=3;则以上代码的输出结果:
a的结果是:0x00; a的值是3;
指针的地址是:0x02; 指针所指空间的值是:3
至此,你应该能理解指针和地址的关系了吧。
二、指针的使用
1.定义
定义方式:类型说明符*指针变量名;
类型说明符:int,char……用来表示指针中所存放的地址中的数据类型。
2.初始化:
int a = 3; int *p = &a;
int str[3] = {0}; int *p = str;
3.赋值:
4.空指针
用NULL初始化的指针 int *p = NULL;
指向0地址单元的指针。指针定义时若没有初始化,就需要赋空。
5.野指针
可以理解为,指向系统未知单元的指针,修改该指针会导致系统崩溃,编程要坚决避免也指针的出现。
三、指针的大小
无论你定义的是什么类型的指针,包括char、int、float等等,你的指针的大小都是4个字节(前提是在32位机器上的编译器)。
四、参数传递
在此要介绍的一个概念就是传值和传址。
首先看一个传值的例子:
1 int fun(int n) 2 { 3 n = 3; 4 } 5 6 int main(void) 7 { 8 int a = 5; 9 fun(a); 10 printf("a=%d",a); 11 }
该代码的运行结果是 a = 5,而不是多数人理解的a = 3;原因就在于,你通过形参传递到函数fun()里面的仅仅是一个数值,而原本a地址中的数据并没有发生改变,所以你在调用函数fun之后打印出来的仍然是5,如果想要打印出来的数是3,那么你就需要使用到传址,代码做如下修改:
1 int fun(int *n) 2 { 3 *n = 3; 4 } 5 6 int main(void) 7 { 8 int a = 5; 9 fun(&a); 10 printf("a=%d",a); 11 }
这个时候打印出来的就是 a = 3;
在使用指针做函数参数的时候,一定要注意的是传值还是传址。
四、指针与数组
指针与数组的难点无非就两点概念的掌握,一是指针数组,二是数组指针。
指针数组的本质是一个数组,只是数组内的元素都是指针,每个指针都可以只想一个变量的地址,
1 int main(void) 2 { 3 int i = 0; 4 int *a[3]; 5 int b = 0,c = 1,d = 2; 6 a[0] = &b; 7 a[1] = &c; 8 a[2] = &d; 9 for(i=0;i<3;i++) 10 { 11 printf("%d ",*a[i]); 12 } 13 }
该程序的输出结果是: 0 1 2
而数组指针的本质仍旧是一个指针,它能指向一个数组,
1 int main(void) 2 { 3 int i = 0; 4 int (*a)[2]; 5 int b[2][2] = {1,2,3,4}; 6 a = b; 7 for(i=0;i<2;i++) 8 printf("%d ",*(a[0]+i)); 9 for(i=0;i<2;i++) 10 printf("%d ",*(a[1]+i)); 11 printf("\r\n"); 12 }
该程序的输出结果是:1 2 3 4
对于数组指针你可以这样理解, 对于int(*s)[4]这样的一个数组指针,首先,这样的指针是指向一个int [4]这样的类型的数组,然后,单独的来看(*s),你把他当成是一个s[]这样的数组,那么s[0]就是第一个指针,这个指针指向一个int [4]类型的数组,s[1]就是第二个指针指向另外一个int [4]型的数组。
假设定义了两个数组a[4],b[4],那么你可以用s[0] = &a[0];s[1] = &b[0]这样的方式来定义两个指针,分别指向a,b两个数组。想要取出所指向的a数组四个元素的话,你可采用数组表示发:s[0][0],s[0][1]……,若想取出数组b的四个元素,就是s[1][0],s[1][1]……,至此,相信你应该能够理解什么是数组指针了吧。
五、指针与字符串
学习C语言的都应该知道,我们通常是采用数组的方式来定义一个字符串,同时,C语言允许直接使用指针的方式来定义一个字符串,并且该字符串存储在内存中的文字常量区,生存周期直到整个程序运行结束。举个简单的例子。
1 # include "stdio.h" 2 # include "string.h" 3 4 char * fun1(void) 5 { 6 char *s = "szhb"; 7 return s; 8 } 9 10 char * fun2(void) 11 { 12 static char s[] = "szhb"; 13 return s; 14 } 15 16 char * fun3(void) 17 { 18 char m[] = {"szhb"}; 19 return m; 20 } 21 23 int main(void) 24 { 25 char *o,*p,*q; 26 o = fun1(); 27 p = fun2(); 28 q = fun3(); 29 printf("%s\n",o); 30 printf("%s\n",p); 31 printf("%s\n",q); 32 return 0; 34 }
以上代码在VC6.0编译器下运行的结果是这样的。
也许你会奇怪,fun1()函数为啥没错误,这就要注意上面我所说,C语言允许采用指针的方式来定义一个字符串,该字符串的存放位置以及生存周期,决定了fun2()函数是可以正常运行的,而fun3()错误之处就在于,你在函数体内定义了一个函数了数组,该数组是存储在栈空间上的,当函数运行结束的时候,栈空间被释放,此时你返回的地址,将是一片没有任何意义的地址,如果想用。
五、指针与函数
与数组类似,指针与函数的关于也在于两个概念的理解,指针函数和函数指针。
返回类型为int型的无参数指针函数的定义 :*fun(void) 它的涵义是,该函数有一个返回值,返回值是一个指针,该指针指向一个整型变量的地址。
看以下例子:
1 int * fun(void) 2 { 3 static int a = 3; 4 printf("%d\n",&a); 5 return &a; 6 } 7 int main(void) 8 { 9 int *p; 10 p = fun(); 11 printf("%d\n",p); 12 return 0; 13 }
该函数的运行结果如下:
从结果可以看出,两次打印出的值是一样的。
int型无参数的函数指针定义:int (*p)(void),本质是一个指针,指向一个函数的入口地址。
看一下例子:
1 int fun(void) 2 { 3 static int a = 3; 4 printf("%d\n",a); 5 return a; 6 } 7 int main(void) 8 { 9 int (*p)(void); 10 p = fun; 11 p(); 12 return 0; 13 }
运行结果如下:
由结果可以看出,p指向的是函数fun(),的入口地址,执行该地址的函数p();结果同直接执行fun()函数是一样的。
六、多级指针
该部分也是重点掌握一个涵义吧,通常一级指针中存放的是变量的地址,那么二级指针中存放的是一个一级指针的地址,通过该一级指针的地址,再去访问变量的地址,就能访问该变量的具体数值。
例如,
1 int main(void) 2 { 3 int **p; 4 int *s; 5 int a = 3; 6 s = &a; 7 p = &s; 8 printf("%d\r\n",a); 9 printf("%d\r\n",*s); 10 printf("%d\r\n",**p); 11 return 0; 12 }
该部分代码打出的结果是3个3,p中存放的是指针s的地址,那么*p将会得到s中存放的a的地址,那么*(*p),将a中的地址中的数据再次取出来,就会得到一个3了。
好了,指针部分的知识,就总结这么多了,以后再继续补充个吧,总结的也很一般,一方面为了记录自己的学习之路,另一方面也是希望能帮到广大的博友们。
//*********************************实际中你可能会弄混的指针问题**********************************//
1.
1 void fun1(int p[]) 2 { 3 int i = 0; 4 for(i=0;i< sizeof(p)/sizeof(p[0]);i++) 5 { 6 printf("%d ",p[i]); 7 } 8 } 9 int main(void) 10 { 11 int str[4] = {1,2,3,4}; 12 fun1(str); 13 }
你能知道,最终的运算结果将会打印出数组中的几个数据吗?
最终的结果是,在64位机器上运行时2个数据(1,2),在32位机器上是1个数据(1),为什么呢?虽然我们都知道,对于一个数组str[],是可以采用sizeof(str),来计算该数组的内存大小的,但是当你采用数组作为形参的时候,数组自动退化为一个指针,那么程序就会把形参p当成一个指针,你对一个指针进行sizeof()运算,那么不就是在计算指针的大小吗?64位机器上指针大小是8个字节,32位是4个字节,那么答案也就不言而喻了。
2.指针在二维数组中的应用。
情况一
1 int main(void) 2 { 3 int s[4] = {1,2,3,4}; 4 int *p1 = (int *)(&s+1); 5 int *p2 = (int *)&s+1; 6 printf("%d %d %d\n",*(s+1),*(p1-1),*(p2-1)); 7 }
该段代码的输出结果是 2,4,1,有没有想明白?
*(s+1)就是s[1]; *(p1-1)就是s[3]; *(p2-1)就是s[0];
对于p1来说,(&s+1)系统认为是在整个数组s[4]的后面地址加1,那么p1-1就是s[3]的地址。
对于p2来说,&s+1不是首地址+1,系统会默认加一个a数组的偏移,是偏移了一个数组的大小,那么p2-1就是s[0]的地址;
原因:&s是数组指针,其类型是 int (s)[5];
情况二
1 int main(void) 2 { 3 int s[2][2] = {1,2,3,4}; 4 int (*p)[2] = s; 5 printf("%d ",p+0); 6 printf("%d\n",p+1); 7 8 printf("%d ",*(p+0)); 9 printf("%d\n",*(p+1)); 10 return 0; 11 }
这是定义了一个数组指针指向一个二维数组的首地址,但是对于不同的打印方法,打印出来是一样的地址,原因p是一个只想 int [2]的指针,在程序中p指向二维数组s的收地址,p+1是加了一个数组的长度所以p+1应该是s[1]的首地址,假若,p是一个只想int [3] 的指针,那么p+1就应该加12个字节的地址。而打印出的结果相同,也是有点碰巧的意味了。
3.最近在学习的时候,又碰到了一个有趣的关于较为复杂的传址和传值的问题。
1 void fun5(char **p,int num) 2 { 3 *p = (char *)malloc(num); 4 } 5 6 int main(void) 7 { 8 char *str = NULL; 9 fun5(&str,100); 10 str[1] = 1; 11 printf("%d\r\n",str[1]); 12 free(str); 13 return 0; 14 }
这是正确的代码,能够输出正确的结果1,跟下面的代码对比一下,值得你推敲一番。
1 void fun5(char *p,int num) 2 { 3 p = (char *)malloc(num); 4 } 5 6 int main(void) 7 { 8 char *str = NULL; 9 fun5(str,100); 10 str[1] = 1; 11 printf("%d\r\n",str[1]); 12 free(str); 13 return 0; 14 }
这段代码在编译上没有任何问题,但是运行时,整个程序就崩溃了,这是为何呢?
这里再让我们细细的去考虑一下关于参数的传值和传址吧,在正确的代码中,形参定义的是一个指针的指针,一级*p 是一个地址,主函数我们将指针str的地址传入fun1()函数内,那么函数内的操作相当于改变了str的值,也就是str此时是我们申请的那片空间的地址,但是如果采用,错误的那种写法,形参传入的是一个值,函数内的操作,并没有改变str的值,也就是说,此时主函数中的str仍旧是一个指向NULL的指针,我测试了一下,结果却是如此。