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语法复习之C语言与指针

article 2025/2/23 10:28:46

内存是如何存储数据的？

在C语言中定义一个变量后，系统就会为其分配内存空间。这个内存空间包括了地址和长度。将变量赋值后，该值就被写入到了指定的内存空间中。内存空间的大小一般以字节作为基本单位。
普通变量存放的是数据，指针变量存放的是地址。

int a = 10 ; //定义了一个整型变量
int *a ;//定义一个指向整型的指针变量

为什么指针要有数据类型？因为在定义指针的时候，不光要定义指针的起始地址，还要定义指针的地址长度，方便分配内存空间。而指针变量的数据类型就是内存空间长度。
在这里插入图片描述
由图可以看到地址和数据一一对应。

取地址运算符和取值运算符

//如果要获取某个变量的地址，可以使用取地址运算符&
char *pa = &a;   //将字符串类型的变量a的地址赋值给字符串指针变量pa
int *pb = &f; 	//将整型类型的变量f的地址赋值给整型变量指针pb

//如果要访问指针变量指向的数据，可以使用取值运算符 *
int *a = 0x100000000；//定义一个整型指针变量a，该指针指向的地址为0x10000000
b = *a ;   //将a指针指向的内存空间中0x10000000的值赋值给b
printf("%c, &d\n\r",*pa, *pb);

直接访问和间接访问

通过指针变量来访问内存中的数据被称为直接访问
通过定义变量并访问内存中的数据被称为间接访问

//间接访问
char *p_ptr = 0x10000000;
char p;
p = *p_ptr;
//直接访问
char p = 'a';

使用指针的注意事项

//避免访问未初始化的指针，因为不知道该指针指向何处。语法上正确，但是会产生未知错误。
int *a;
*a = 123;

数组与指针

数组与指针的基本关系

数组名就是指针的首地址，也是数组第一个元素的地址。数组的下标代表的是指针的偏移，偏移量就是数组内存放的数据类型所占的字节数乘以下标。
如果想用指针来指向数组，则可以直接用数组名赋值，或者用数组的第一个元素取地址。但是数组名和指针变量有区别。数组名属于右值，不可改变，但指针变量属于左值，可以改变。假如a是一个数组名。a++为错误写法。但是p=a;p++;是可以的。
当指针变量p指向数组的第一个变量时，指针变量p+1则指向数组的第二个元素

#include<stdio.h>
int main(){
	char a[] = "FishC";
	int b[5] = {1,2,3,4,5};
	float c[5] = {1.1,1.2,1.3,1.4,1.5};
	double d[5] = {1.1,2.2,3.3,4.4,5.5};
    printf("*****************************************\n");
	printf("a[0] -> %p, a[1] -> %p, a[2] -> %p\n",&a[0], &a[1], &a[2]);
	printf("b[0] -> %p, b[1] -> %p, b[2] -> %p\n",&b[0], &b[1], &b[2]);
	printf("c[0] -> %p, c[1] -> %p, c[2] -> %p\n",&c[0], &c[1], &c[2]);
	printf("d[0] -> %p, d[1] -> %p, d[2] -> %p\n",&d[0], &d[1], &d[2]);
    printf("*****************************************\n");
    int *p;
    p = b;
	printf("p=b赋值时 p -> %p,\n",p);
    p = &b[0];
	printf("p = &b[0]赋值时 p -> %p,\n",p);
    printf("*****************************************\n");
    printf("*p = %d, *(p+1) = %d, *(p+2) -> %d\n",*p, *(p+1), *(p+2));
    printf("*****************************************\n");
	return 0 ;
}

输出结果为

*****************************************
a[0] -> 0x7ffd2fdaaa30, a[1] -> 0x7ffd2fdaaa31, a[2] -> 0x7ffd2fdaaa32
b[0] -> 0x7ffd2fdaa9c0, b[1] -> 0x7ffd2fdaa9c4, b[2] -> 0x7ffd2fdaa9c8
c[0] -> 0x7ffd2fdaa9e0, c[1] -> 0x7ffd2fdaa9e4, c[2] -> 0x7ffd2fdaa9e8
d[0] -> 0x7ffd2fdaaa00, d[1] -> 0x7ffd2fdaaa08, d[2] -> 0x7ffd2fdaaa10
*****************************************
p=b赋值时 p -> 0x7ffd2fdaa9c0,
p = &b[0]赋值时 p -> 0x7ffd2fdaa9c0,
*****************************************
*p = 1, *(p+1) = 2, *(p+2) -> 3
*****************************************

指针数组与数组指针

指针数组是数组，数组指针是指针。
指针数组是存放了多个指针的数组。数组指针是指向一整个数组的指针，并不是指向数组第一个元素的指针。虽然他们取值相同，但并不等价，因为他们存储数据的长度不同。

指针数组

int *p1[5];

首先从优先级开始分析，[]符号的优先级大于* ，所以优先看p1[5]，这是一个数组，里面包含五个元素。后面看*，这是一个指针变量，所以p1[5]里面存放了五个指针变量，最后看int，表明了指针变量的存放的数据类型是int类型。结合起来就是定义了一个数组，数组的元素指针，指针指向的地址中存放的数据类型是int类型。

int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
int d = 4;
int e = 5;
int *p1[5] = {&a,&b,&c,&d,&e};

指针数组的实际用法

#include<stdio.h>
int main(){
    char *p1[5] = {
        "char *a =\"hello\"代表的是一个字符串",
        "所以上一句中的a代表的是字符串的首地址",
        "char *p1[5]中的p1[5]存放了五个字符串的首地址",
        "%s代表用字符串的首地址来打印字符串",
        "所以%s中可以用p1[i]可以打印出字符串"
    };
    for(int i = 0; i < 5 ;i++){
        printf("%s\n",p1[i]);
    }
	return 0 ;
}

输出结果：

char *a ="hello"代表的是一个字符串
所以上一句中的a代表的是字符串的首地址
char *p1[5]中的p1[5]存放了五个字符串的首地址
%s代表用字符串的首地址来打印字符串
所以%s中可以用p1[i]可以打印出字符串

数组指针

int (*p2)[5]

也是从优先级开始分析，括号里面的优先级最高，所以p2被定义成了一个指针，指向了一个含有五个元素的数组。指针的类型就是他指向的数据类型，int定义的就是数组元素的类型。所以这个数组指针的含义是定义了一个数组指针p2,指针指向了含有五个整型元素的数组。

#include<stdio.h>
int main(){
    int temp[5] = {1,2,3,4,5};  //  这是一个数组，temp是数组名。
    int (*p2)[5] = &temp;       //定义一个整形数组指针p2,p2指向数组temp本身 p2 = &temp
    int i;
    for(i=0;i<5;i++){
        printf("%d\n",*(*p2 + i));  //p2指向数组本身 p2 = &temp  *p2 = temp  所以*(*p2 + i) = *(temp + i)  即可遍历数组元素
    }
    return 0;
}