C语言入门篇——指针篇

目录

1、指针

1.1内存地址

 1.2基地址

1.3指针变量

2、指针类型

2.1指针+-整数

2.2指针的解引用

3、特殊指针

3.1野指针

3.2空指针

4、指针运算

4.1指针-指针

4.2指针的关系运算

5、指针和数组

6、二级指针

7、指针数组

1、指针

1.1内存地址

内存是电脑上特别重要的存储器，计算机中程序的运行都是在内存中进行的。所以为了有效使用内存，就把内存划分一个个小的内存单元，每个内存单元的大小是一个字节。

为了能够有效的访问到内存的每个单元，就给内存单元进行了编号，这些编号被称为该内存单元的地址。

• 字节：字节是内存的容量单位，英文称为 byte，一个字节有8位，即 1byte = 8bits
• 地址：系统为了便于区分每一个字节而对它们逐一进行的编号，称为内存地址，简称地址。

 1.2基地址

• 单字节数据：对于单字节数据而言，其地址就是其字节编号。
• 多字节数据：对于多字节数据而言，期地址是其所有字节中编号最小的那个，称为基地址。

 变量是创建内存中的（在内存中分配空间的），每个内存单元都有地址，所以变量也是有地址的。这个时候就需要用到取地址符&，在我的操作符篇就有详细介绍过：

（https://blog.csdn.net/sakura0908/article/details/130298670?spm=1001.2014.3001.5501）

1.3指针变量

那地址可以作为一种数据来存储吗？C语言告诉我们是可以的，定义一个指针变量来存储地址。

在日常使用中，指针在不同的场合会代表下面几种含义：

1. 指地址
   • 比如变量a的地址 &a，这是一个地址当然也是一个指针
   • 我们可以说指针 &a 指向变量 a
2. 指指针变量
   • 比如 int *p; 此处变量p是指针变量，又常被简称指针

总结：指针就是地址，口语中说的指针通常指的是指针变量

指针变量：通过取地址操作符（&）取出变量的内存地址，把地址存放到一个变量中，这个变量就是指针变量。指针变量就是用来存放地址的变量（存放在指针的中的值都被当成地址处理）。

当我们用sizeof计算指针变量的时候，发现在32位系统和64位系统下的大小是不一样的：

只是为什么呢？

对于32位的机器，假设有32根地址线，那么假设每根地址线在寻址的时候产生高电平（高电压）和低电 平（低电压）就是（1或者0）； 那么32根地址线产生的地址就会是：

00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000001

...

11111111 11111111 11111111 11111111

这里就有2的32次方个地址。每个地址标识一个字节，那我们就可以给 （2^32Byte == 2^32/1024KB == 2^32/1024/1024MB==2^32/1024/1024/1024GB == 4GB） 4G的空闲进行编址。

总结：

1. 在32位的机器上，地址是32个0或者1组成二进制序列，那地址就得用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。
2. 那如果在64位机器上，如果有64个地址线，那一个指针变量的大小是8个字节，才能存放一个地址。

指针的大小在32位平台是4个字节，在64位平台是8个字节。

2、指针类型

在数据篇中介绍了很多C语言中的变量数据类型，指针也是有着不同的类型，

（C语言入门篇——数据篇_sakura0908的博客-CSDN博客）

指针的定义就是：type + *.

char  *pc = NULL;

int   *pi = NULL;

short *ps = NULL;

long  *pl = NULL;

float *pf = NULL;

double *pd = NULL;

2.1指针+-整数

当我们使用指针变量+-整数的时候，程序会给我们返回什么？

总结：指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）

2.2指针的解引用

使用间接运算符有时候被称为解引用（dereferencing）一个指针。指针指向的内存位置被认为存储有一个对象，指针的类型决定了该对象的类型。不要混淆指针声明中的星号（*）和间接运算符。与乘法运算符 * 不同，间接运算符 * 是一元运算符，也就是说，间接运算符只有一个操作数。

解引用 "*"的作用是引用指针指向的变量值，引用其实就是引用该变量的地址，"解"就是把该地址对应的东西解开，解出来，就像打开一个包裹一样，那就是该变量的值了，所以称为"解引用"。

3、特殊指针

3.1野指针

概念：指向一块未知区域的指针，被称为野指针。野指针是危险的。

野指针产生的原因：

1. 指针定义时未被初始化：指针在被定义的时候，如果程序不对其进行初始化的话，它会随机指向一个区域，因为任意指针变量（出了static修饰的指针）它的默认值都是随机的
2. 指针被释放时没有置空：我们在用malloc（）开辟空间的时候，要检查返回值是否为空，如果为空，则开辟失败；如果不为空，则指针指向的是开辟的内存空间的首地址。指针指向的内存空间在用free()和delete释放后，如果程序员没有对其进行置空或者其他赋值操作的话，就会成为一个野指针
3. 指针操作超越变量作用域：不要返回指向栈内存的指针或者引用，因为栈内存在函数结束的时候会被释放。

野指针危害：

1. 引用野指针，相当于访问了非法的内存，常常会导致段错误（segmentation fault）
2. 引用野指针，可能会破坏系统的关键数据，导致系统崩溃等严重后果

野指针的规避：

1. 指针初始化
2. 小心指针越界
3. 指针指向空间释放即使置NULL
4. 避免返回局部变量的地址
5. 指针使用之前检查有效性

3.2空指针

很多情况下，我们不可避免地会遇到野指针，比如刚定义的指针无法立即为其分配一块恰当的内存，又或者指针所指向的内存被释放了等等。一般的做法就是将这些危险的野指针指向一块确定的内存，比如零地址内存。

概念：空指针即保存了零地址的指针，亦即指向零地址的指针。

4、指针运算

指针运算有：指针+-整数，指针-指针，指针的关系运算三种情况。

4.1指针-指针

指针与指针的相减操作，表示两个指针指向的内存位置之间相隔多少个元素(注意是元素，并不是字节数)。例如对于int类型的指针p和p1，p1-p的意义表示他们之间相隔多少个int类型的元素。

同样对于其他类型的指针变量之间相减的意义也是一样。

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

    for(int i=0; i<sz; i++)
   {
        printf("&arr[%d] = %p   <====> p+%d = %p\n", i, &arr[i], i, p+i);
   }
    return 0;
}

dataType *arrayName[length];