指針

　指針是C語言的精髓，也是C語言的難點。下面是我學習途中整理的一些筆記。

一、指針和地址

　和指針相關的兩個運算符:

　&：取地址運算符  *：取指針所指向的內存單元的值

char c='A';
char *p=&c;
析：這個指針變量用於存放char類型變量的地址。定義的時候進行了初始化，把變量c的地址賦給了變量p，&c是用去取的變量c的地址。則變量p存放的是一個地址，此時我麼說變量p指向了變量c。

char c2=*p+1
這兒的*p 的含義是取得指針變量p 所指向的變量的值，也就是取地變量c的值'A'，所以變量c2的值爲'B'。

　　注意：char *p 定義了一個指向char型變量的指針，p存放的是一個char型變量的地址。而以後的*p是取的指針p所指向的變量的值，&c取的是變量c的地址。能夠理解爲 「指針= =地址」

二、指針的大小

　　在32爲編譯器下，指針大小都是32位（4字節），在64位編譯器下，指針大小都是64位（8字節）　

三、指針的定義和使用

　　C語言中的指針是專門用來存放內存地址的變量，每個指針都有一個與之相關的數據類型，該類型決定了指針所指向的變量的類型，如一個char型指針只能指向char型變量。

　　指針定義的通常形式：數據類型 *指針變量名

　　①char *pc   ②int *pi,p   

　　第1個和第2個的指針在定義的時候未進行初始化，所以他們所指向的變量都是未定的。使用未初始化的指針一般會致使出錯，應該絕對避免使用未初始化的指針。

　　char  *p; 　int  i=*p;

  如上的指針並未進行初始化，指針p並無明確的指向某個變量，在此狀況下要取得p所指向的變量的值是很危險的。程序運行是很容易奔潰。

　　注意：避免使用未初始化的指針。在定義指針時最好將他初始化爲NULL，即明確當前指針不指向任何變量。

　　例：int a=10;　　

　　 　  int * p ;  　　

　　      *p = &a;  //這行代碼致使內存問題，它是操做野指針所指向的內存　　

　　這樣的程序在運行中是會崩潰的。p沒有初始化，它的值是一個隨機數。*p不是操做的p自己內存，是操做的p所指向的內存，操做野指針所指向的內存。正常的寫法是：p=&a

　　注意：所謂的空指針只是爲了作一個標誌，標誌着這個變量沒人使用。千萬不要去操做空指針所指向的空間。給這個指針變量賦值爲NULL，NULL其實也就是數字0　　

四、指針的操做

　　同類型的指針變量能夠相互賦值

　int a=10; 　int * p1; 　p1 =&a; 　int *p2=p1; //同類型的指針變量相互賦值
　*p2 = 222;　　　　　　　　　　　　　　　　　 　printf("a=%d\n",a);　//能夠有多個指針變量指向同一塊內存　　　

 　　返回局部變量的地址（棧區空間）

 1 in func()  2 {  3     int a =10; //局部變量  4     return &a;  5 }  6 
 7 int main()  8 {  9     int *p; 10     p=func(); //內存會出問題 11     *p=111; 12    return 0; 13 }　

解析：一、定義在{}內部的變量爲局部變量，局部變量由系統來分配空間，離開{}後系統自動回收，用戶不能在使用這塊空間。
　　 二、p=func(),至關於把&a賦值給p ,p指向a的地址。可是func（）函數調用完畢後，a會自動釋放，空間被系統回收，用戶不能在操做
　　 三、*p=111 , 把 111 賦值給p指向的內存空間，這中操做是不行的，就是上面說的野指針問題

   堆區空間的使用

　　只要程序不結束，只要不手動區釋放內存，空間是不會被回收的

int * func() { int * p1; 　　//一、p指向堆區空間，堆區空間須要調用malloc函數返回 　　//二、只要程序不結束，用戶不free，堆區空間就一直存在 　　//三、int * 是指向int 型的變量，因此須要分配sizeof(int)大小的空間
　　p1=(int *)malloc(sizeof(int )) ; return p1; }
 int main(void) { 　　int * p2; 　　p2 = func();  //經過函數返回堆區空間地址
　　if(p2==NULL) //空間分配失敗　　
　　{
　　　　printf（"p2==NULL\n"）; 　　　　return -1； 　　}
*p2 =111;
printf("p2=%d\n",*p);

//一、一個malloc對應一個free
//二、free(p)不是釋放p的空間，而是釋放p所指向的堆區空間
//三、free完的空間不能在使用，同一塊內存只能釋放一次
　　free(p); 　　p= NULL; }
　　

　解析：一、從main函數開始，定義了一個指向int型變量的指針，而後把func()函數的返回值p1賦值給p2。
　　　　二、p1申請了一塊堆區空間，假設空間大小爲0xaabbb,func函數返回p1，則p2的值也爲0xaabbb。
　　　　三、指針變量p2也指向堆區空間。當func調用完畢，func內部的p1自動釋放，可是堆區空間不釋放。 
　　　　四、　*p2=111,實際上是給p2指向的堆區空間賦值，用完以後須要釋放空間。free(p)釋放的不是p的空間，而是p所指向的堆區空間

五、指針和數組

　　int a[]={2,4,6,8,10}

　　int *p1=a;

　　int *p2=&a[0];

　　指針指向數組a的第一個元素，即a[0],指針p2也是如此。指針變量p1和p2存放的都是a[0]的地址。

　　在指向數組某個元素的指針上加上或減去一個整型數值，就能夠指向另一個數組元素，前提是沒有超出數組的範圍。以下：

　　p1=p1+3此時p1指向a[3],存放數組元素a[3]的地址。

　　注意：一、在指針上進行加減運算後所獲得的指針，必須指向同一個數組或指向數組存儲空間的下一個單元。

　　　　　二、不能對數組名執行++，- -操做，好比a++是不合法的，這是由於a是數組名，它是數組的首地址，它的值在程序運行過程當中是固定不變的，是常量

　　數組元素也能夠是指針類型，這種數組稱爲指針數組也就是說指針數組的每個元素都是指針變量。

　　指針數組定義的通常形式爲：類型名 *數組名[數組長度] 如：char *a[5]

　　運算符*的優先級低於運算符[]，所以a先與[5]結合，造成a[5]的形式，它顯然是一個數組。而後在與*結合，表示數組元素的類型爲指針，每一個數組元素都指向一個整型變量。這裏的a就是一個二級指針，它表示指針的指針。

#include<stdio.h>

int main() { int a[2][5]={1,3,5,7,9,2,4,6,8,10}; int (*p)[5],i; p= a; for(i=0;i<5;i++) { printf("%d",(*p)[i]); } printf("\n"); p++; for(i=0;i<5;i++) { printf("%d",(*p)[i]); } printf("\n"); return 0; }
輸出結果：1 3 5 7 9
　　　　　2 4 6 8 10

　解析：一、int (*p)[5],表示p是一個指針，它指向含有5個元素的一維數組，p也只能指向一個包含5個元素的一維數組，p就是該一維數組的首地址。這裏*p兩邊的括號是不可少的，由於[]的優先級bi*高。
　　　　二、p= a,p指向二維數組a的第一行。而後經過(*p)[i]訪問該行的每個元素
　　　　三、p++,使p指向二維數組的a的第二行。
　注意：區別int(*p)[5]和int *p[5]。前者是一個指針，它指向一個含有5個元素的數組。後者是一個數組，它的長度爲5，數組中每個元素指向一個整型變量。

六、指針和函數　　

　　指針作函數的參數

　　函數的參數不只能夠是整型、字符型、實際上也能夠是指針類型。它的做用是將一個變量的地址傳送到函數中。

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h>

void change(int i,int *p) { i++; if(p !=NULL) (*p)++; } int main() { int a=5,b=10; change(a,&b); printf("a=%d,b=%d\n",a,b); return 0; } 輸出結果 a=5,b=11

　解析：一、主函數調用了change函數中，一個實參爲變量a,另外一個實參爲變量b的地址。由於change函數的第二個參數爲指針，因此必須傳遞一個變量地址。對於指針型實參，參數也能夠是NULL，所以change函數中必須檢查
p是否爲NULL，若是實參爲NULL，那麼語句（*p）++將致使程序崩潰。
　　　二、函數的參數是侷限於該函數的局部變量，函數調用時，系統爲函數的局部變量分配內存。在主函數中調用change時，系統分配了8個字節的內存，4個字節保存變量i的值，4個字節保存指針變量p的值。i保存的是數值5
而指針變量p保存的是變量b的地址。i++並非做用於變量a，而是做用於剛剛分配好的4字節存儲空間，此時i的值爲6而a的值依然是5。
　　　三、對於(*p)++，p保存的是變量b的地址，*p的含義是系統根據地址找到變量b，而後對它執行加1操做，而後b的值就變成了11，函數調用結束後，系統分配的內存也就被回收了。
　注意：若是一個函數的參數中有指針，爲了程序的健壯性，在函數中須要檢查參數是否爲NULL。

七、指向字符串的指針

　　C語言中訪問一個字符串有多種方法。

　　①、用字符數組存放一個字符串 

　　　　char string[ ] = "Linux C";  

　　　　printf("%s\n",string);

　　string是一個字符數組名，它同時也是該字符數組的首地址，也就是「Linux C」這個字符串的首地址

　　②、用字符串指針來指向字符串（字符串指針）

　　　　char  *p="Linux C" ;

　　　　printf("%s\n",p);

　　　C語言對字符串常量的處理，在內存中開闢出一個字符數組來存儲該字符串常量，並把開闢出的字符數組的首地址賦值給p。

　　注意：string[0] = 'A' 是能夠的，而p[0] ='A' 是非法的，由於p指向的是字符串常量，常量的內容不可改變。把p指向另一個字符串常量或字符數組是合法的。如：p ="Hello World" ; p= string.

　　示例：在函數中實現字符串拷貝

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

void copy_string1(char src[],char dst[]) /*copy_string1(char *src,char *dst)*/ { int i; for(i=0;src[i] != '\0';i++) dst[i]=src[i]; dst[i]='\0'; } void copy_string2(char *psrc,char *pdst) { for(;*psrc != '\0';psrc++,pdst++) *pdst=*psrc; *pdst='\0'; } int main() { char a[] = "Linux C Progam",b[20],c[20]; copy_string1(a,b); copy_string2(b,c); printf("%s\n%s\n%s\n",a,b,c); return 0; }

解析：一、copy_string1函數的參數是兩個數組，而copy_string2函數的參數是兩個指向字符串的指針。這兩種方式是徹底等價的。copy_string1(char src[],char dst[])等價於copy_string1(char *src,char *dst)
　　  二、copy_string1(a,b)，把a和b的值（該值是指向數組第一個元素的指針，而這個指針就是存放數組第一個元素的內存地址）賦給src和dst，src和dst保存的是a和b的首地址。copy_string2（z，c）也同樣，
psrc和pdst也都保存這數組a和c的第一個元素地址。
　　  三、對於copy_string1（a,b），a的值是a[0]即字符L內存地址，src的值也就是a的值，所以經過src能夠很方便的對數組a進行操做，b也是同樣的
　　注意：數組，如char a[20],a是指向數組第一個元素的指針，它的值不能夠被該變，它在程序運行過程當中始終指向數組的第一個元素。而在函數定義中，如copy_string1(char src[],char dst[]),src也是一個指針，它的值
是能夠改變的，也就說它能夠指向其餘字符串指針中。

　　字符數組由若干個元素組成，每一個元素存放一個字符。而字符串指針中存放的是地址（字符串的首地址），而不是將字符串存放在字符串指針中