C语言指针详解-上

C语言指针详解-上

前言

指针是C语言中一个绕不开的点,也是解题必备的工具,本文将围绕指针这几点进行详解:

  • 指针的基本概念
  • 指针类型
  • 指针运算
  • 指针的用途
  • 指针的安全隐患和解决方法
  • 常用工具

1.指针的基本概念

1.1指针是什么

在C语言中,任何变量的创建都需要在内存中申请空间,而这些空间都有特定的编号,即地址,也称作指针
地址也是一串数字,用于存放地址的变量 就是指针变量,我们平常说的指针 就是这个指针变量

1.2指针的声明与初始化

  • 在C语言中,声明指针主要分两步:
  • 使用解引用符(*)表明声明的变量是个指针
  • 指定一个指针指向的数据类型

如:

c 复制代码
int* p1,p2;

*表明p1是个变量,int表明p1可以存储指向整型变量 的地址

对于p2*和它没有关系,所以p2是个整型变量

  • 而在声明 指针时,给指针一个具体的地址NULL 就是初始化

如:

c 复制代码
int x = 10; 
int *p = &x; 

这里创建了变量x,并使用取地址符(&)将x的地址存入p

1.3取地址符&和解引用符*

& 运算符用于获取变量的地址

在之前的学习中,我们应该多次使用了&:

c 复制代码
int x;
scanf("%d", &x);

是的,当使用scanf函数读取变量,我们其实传递了变量的地址,这样scanf函数才能正确地将读取到的数据存储到那个变量中。

* 运算符用于访问指针指向的值

如:

c 复制代码
int x = 10; 
int *p = &x; 
printf("%d",*p);

p是一个指向x的指针,那么*p就是x的值

我们也可理解为*获取了p中存放的地址,并通过这个地址找到了变量x

2.指针的类型

指针的类型大多取决它所指向的数据类型:

常见数据类型的指针

c 复制代码
int *p1;
double *p2;
char *p3;

p1指向整型
p2指向双精度浮点型
p3指向字符

指针与数组、字符串

数组名大多情况下 是指向数组首元素的指针:

c 复制代码
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
for(int i=0;i<10;i++)printf("%d ",*(arr+i));
int* pa=arr;
for(int i=0;i<10;i++)printf("%d ",*(pa+i));

字符串实际上是一个字符数组,后面跟着一个空字符'\0'作为结束标志

因此,字符串的名字也是第一个字符的地址:

c 复制代码
char ch[] = "Hello World!\n";
printf(ch);
char *pc = ch;
printf(pc);

数组指针

数组指针是指向一个具有固定数量元素 的数组的指针。

因为只有元素数量固定,数组类型才能被确定:

c 复制代码
int arr[10];     arr是个数组,元素个数10,元素类型为整型
int (*p1)[10];    p1是个指针,指向数组元素个数10,元素类型为整型
int (*p2)[10] = &arr;这是数组指针的初始化
p1 = &arr;这是数组指针的赋值

注:&数组名取出的是整个数组的地址

arr/&arr[0] &arr
数组首元素的地址 整个数组的地址
类型 int* int(*)[10]

结构体指针

声明和初始化的过程大同小异:

c 复制代码
struct Stu
{
	int a;
	char c[20];
};
struct Stu S1;
struct Stu* p1;  声明
struct Stu* p2 = &S1;   初始化

需注意,当通过指针访问结构体成员时,可使用箭头运算符 ->,也可使用解引用符*

c 复制代码
struct Stu S2={1,"Hello world!"};
p1 = &S2;
printf("%d\n",(*(p1)).a);
printf("%s\n",p1->c);

函数指针

函数名&函数名都是其地址,存放函数地址的变量就是函数指针:

c 复制代码
int Add(int a,int b){return a + b;}
int (*p1)(int,int);   声明
int (*p2)(int,int) = &Add;初始化
int (*p3)(int,int) = Add; p2与p3相同

可以看见,函数指针声明也分两步:

  • 使用解引用符(*)表明声明的变量是个指针
  • 指定一个指针指向的函数类型

函数类型就是:返回类型(参数类型1,参数类型2...)

int(int,int)

其函数指针类型就是int(*)(int,int)

二级指针

指针变量也是一种变量,创建时会在内存开辟空间,而存储指针变量的地址的变量就是二级指针

c 复制代码
int *p1;
int* *p2 = &p1;

其中,*p2*表明p2是个指针,int*表明p2指向指针变量,= &p1p1的地址存入p2

void指针

即以void声明的指针,无具体类型,可根据需要强制类型转换成所需的类型。

需注意,不强转就不能解引用

c 复制代码
	int a = 0;
	void* p = &a;
	*p = 10;


但是可以直接使用其存储的地址 ,但可能有警告

c 复制代码
	char c[20] = "Hello World!";
	void* p = c;
	printf("%s\n", p);


3.指针运算

前面我讲了指针的类型,而指针的类型在指针运算中起了关键作用

指针运算主要包括:

  • 指针的解引用
  • 指针 + 整数、指针 - 整数
  • 指针和指针的比较
  • 指针-指针

3.1指针的解引用

指针类型 决定了其在解引用时访问几个字节 ,以及访问的方式

c 复制代码
	int n1 = 0x66666666;
	int n2 = 0x66666666;
	int n3 = 0x66666666;
	int* p1 = &n1;
	*p1 = 0;
	char* p2 = (char*) & n2;
	*p2 = 0;
	float* p3 = (float*) & n3;
	*p3 = 0;
	printf("int:%x\nchar:%x\nfloat:%x\n", n1,n2,n3);

3.2指针 + 整数、指针 - 整数

指针加整数n,其储存的地址加(n* 所指类型的大小 ),单位字节

可简单验证:

c 复制代码
	char ch;
	int a;
	int arr[4] = { 0 };
	char* pc = &ch;
	int* pa = &a;
	int(*parr)[4] = &arr;
	printf("pc=%p\npa=%p\nparr=%p\n", pc, pa, parr);
	printf("pc=%p\npa=%p\nparr=%p\n", pc+1, pa+1, parr-1);

3.3指针和指针的比较

在两个指针指向同一块空间的不同位置,我们可以进行指针间的比较:

c 复制代码
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int*p1=arr;
int*p2=&arr[9];
while(p1<=p2)
{
	printf("%d ",*p1);
	p1++;
}

3.3指针-指针

相同类型 指针可相减,得到相距的元素个数

下面代码使用指针-指针得到字符串长度:

c 复制代码
	char ch[10] = "Hahaha";
	char* pc1 = ch;
	char* pc2 = ch;
	while (*pc2 != '\0')pc2++;
	printf("%d\n", pc2 - pc1);

希望本篇文章对你有所帮助!

当然,本人仅仅是个C语言初学者,如有任何意见,欢迎各位提出!

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