《C语言14—指针》

作者: 竹予青青 | 来源:发表于2019-03-19 21:23 被阅读52次

《C语言14—指针》
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2019年3月19日星期二多云
惊呆我了，刚发现我的无线鼠标的接口插在电脑上拔不出来了，一看，居然坏了，想了想，应该是那天书包从凳子上掉下来，砸到凸出来的鼠标接口了，把它给撞坏了，接口的盖子坏了。emmmmmm一拔发现拔不出来啊，那就暴力拔出来吧，嗯成功了，把它全拆开，鼓捣一番发现还是能将就着用啊，不过现在的它很脆弱啊，以后鼠标不用了就要把它收起来了。

心心念念的指针，今天终于轮到指针了！！！！！

（声明：理论知识部分来自菜鸟教程网站！）
今日学习内容：

21、C 指针

学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针，可以简化一些 C 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。所以，想要成为一名优秀的 C 程序员，学习指针是很有必要的。

正如您所知道的，每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址：

实例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  var1;
   char var2[10];
 
   printf("var1 变量的地址： %p\n", &var1  );
   printf("var2 变量的地址： %p\n", &var2  );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

var1 变量的地址： 0x7fff5cc109d4
var2 变量的地址： 0x7fff5cc109de

（补充：我在vs2017中运行的结果如图1所示。) 即：

var1变量的地址：000000B4D36FFA84
var2变量的地址：000000B4D36FFAA4
（原因嘛，我暂时还不知道，百度也没找出个所以然）

图1

通过上面的实例，我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。

（1）什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：

type *var-name;

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;     /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

（2）如何使用指针？

使用指针时会频繁进行以下几个操作：
1、定义一个指针变量
2、把变量地址赋值给指针
3、访问指针变量中可用地址的值。
这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作：
实例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  var = 20;   /* 实际变量的声明 */
   int  *ip;        /* 指针变量的声明 */
 
   ip = &var;  /* 在指针变量中存储 var 的地址 */
 
   printf("Address of var variable: %p\n", &var  );
 
   /* 在指针变量中存储的地址 */
   printf("Address stored in ip variable: %p\n", ip );
 
   /* 使用指针访问值 */
   printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip );
 
   return 0;
}

（%p是表示打印地址）
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Address of var variable: bffd8b3c
Address stored in ip variable: bffd8b3c
Value of *ip variable: 20

vs2017运行结果为：

Address of var variable : 0000009C2833FD04
Address stored in ip variable : 0000009C2833FD04
Value of *ip variable: 20

（3）C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序：
实例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  *ptr = NULL;
 
   printf("ptr 的地址是 %p\n", ptr  );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

ptr 的地址是 0x0

在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是操作系统保留的。然而，内存地址 0 有特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例，如果指针包含空值（零值），则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示：

if(ptr)     /* 如果 p 非空，则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空，则完成 */

（4）C 指针详解

在 C 中，有很多指针相关的概念，这些概念都很简单，但是都很重要。下面列出了 C 程序员必须清楚的一些与指针相关的重要概念：

概念	描述
指针的算术运算	可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-
指针数组	可以定义用来存储指针的数组。
指向指针的指针	C 允许指向指针的指针。
传递指针给函数	通过引用或地址传递参数，使传递的参数在调用函数中被改变。
从函数返回指针	C 允许函数返回指针到局部变量、静态变量和动态内存分配。

（4.1）指针的算术运算
C 指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

假设 ptr 是一个指向地址 1000 的整型指针，是一个 32 位的整数，让我们对该指针执行下列的算术运算：

ptr++

在执行完上述的运算之后，ptr 将指向位置 1004，因为 ptr 每增加一次，它都将指向下一个整数位置，即当前位置往后移 4 个字节。这个运算会在不影响内存位置中实际值的情况下，移动指针到下一个内存位置。如果 ptr 指向一个地址为 1000 的字符，上面的运算会导致指针指向位置 1001，因为下一个字符位置是在 1001。

针对以上内容的理解：
int *ptr代表着它指向的地方是一个int型，但是int型是一个四个字节的数，而指针是指向首地址，对指针运算，是要带上她指向的数据大小的，而这个数据是int，也就是4个字节，所以增加了4。char就是一个字节，如果是个struct，还会更长。所有指针的长度都是一样的，但是他们指向的内存空间不一定一样。
为了帮助理解，编写程序打印来理解，如图2所示。

#include "pch.h"
#include "stdio.h"
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int  var = 1000;
    int  *ptr ;
    ptr = &var;

    {
        printf("存储地址：%p\n", ptr);
        printf("存储值：%d\n", *ptr);
        ptr++;
        printf("存储地址：%p\n",  ptr);
        printf("存储值：%d\n", *ptr);

    }
    return 0;
}