用我所學去講C語言指針

時間 2019-11-21

標籤所學 c語言指針简体版

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文章更新，更加詳細的介紹請看這篇：http://www.javashuo.com/article/p-bpizmwmt-go.htmlhtml

不少人不敢講C的指針，有些人講不清，有些人怕講錯。初生牛犢不怕虎，就讓我講講。java

下面開始。程序員

1、指針的定義 數組

指針是內存單元的編號。內存單元是以字節爲單位的。因此指針就是字節的編號。函數

好比咱們的我的電腦，內存通常4GB吧，那麼一共就有： 4*1024*1024*1024 = 4294967296 字節，也就是4294967296個編號。一個字節擁有一個編號，spa

範圍從 0 ~ 4294967296-1 。指針

畫個圖表示：（注意字節由8位bit組成，爲了直觀我沒畫出來）code

可是呢，通常咱們是用16進制來表示的這些編號，但效果都同樣。orm

2、變量與內存的關係htm

如今咱們來看C 變量在內存中的樣子。咱們使用自動變量（局部變量）來說解。

int a = 5; //假設a存儲在編號爲0x02開始的位置

說明：

內存能夠存儲數據，因此咱們把每一個字節當作是一個「箱子」。數據存入內存就比如在箱子裏面放數據

可是C語言的不一樣數據類型佔用的字節數是不都同樣的，因此，每種數據類型佔的」箱子」的個數不都同樣。

好比char型，只要一個字節就夠了，因此一個字符只需一個「箱子」。

而int型須要4（通常是4個字節）個「箱子」才放得下。

double型則須要8個「箱子」。

來分析上圖中用橙色框起來的4個字節的內存塊，這裏就存儲了a這個變量。

咱們從4個方面去討論這個內存塊：

一、內存的數據

咱們的變量賦值爲5，因此內存的數據就是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 (大端模式)

每一個字節地址： 0x02 0x03 0x04 0x05

二、*內存的名字（對於咱們的程序使用的內存來講，並非每個內存塊都有名字）

名字就是變量名a

三、內存的地址

變量a佔用了4個字節，那麼，哪個字節的地址，纔是變量a的地址呢？答：第一個低地址字節的地址，也就是0x02

四、內存的寬度

這裏的a變量佔用了4個字節，這就是他的寬度。

這裏提一下，爲後面講指針的寬度作鋪墊 :)

3、定義和使用指針變量

什麼是指針變量。咱們知道int類型變量用來存儲整形值，十二、100三、9823......

那麼，一樣的道理，指針變量就是用來保存地址的變量。

定義指針變量：在指向的變量的類型上加個* ，以下：

   int* p_int;        //指向int類型變量的指針 
     
    double* p_double;  //指向idouble類型變量的指針 
    
    int(*p_func)(int,int);  //指向返回類型爲int，有2個int形參的函數的指針 
    
    int(*p_arr)[3];        //指向含有3個int元素的數組的指針 
    
    struct Student *p_struct;  //結構體類型的指針 
     
    int** p_pointer;  //指向 一個整形變量指針的指針

既然咱們已經定義指針變量了，那麼接下來就用指針變量來存儲其它變量的地址。

取地址符號 &

#include<stdio.h>

int Add(int a,int b);

struct Student
{
     int age;
     double score;
     char name[31];
   
};


int main(void)
{
    
    int val_int =100 ;
    double val_double  = 12.00;
    
    int arr[3]={1,2,3};
    
    struct Student stu={
        19,
        98.00,
        "Jack"
    };
    
    
    int*p = NULL;
    
    /**********************************************************/
    
    int* p_int = &val_int;        
     
    double* p_double = &val_double;  
    
    int(*p_func)(int,int) = &Add;  //or  =Add 
    
    int(*p_arr)[3]  = &arr;  
    
    struct Student *p_struct = &stu;  
     
    int** p_pointer = &p;  
    
    
    
    return 0;
}



int Add(int a,int b)
{
    
    return a+b;
    
}

4、指針的屬性和使用

我認爲指針有2個屬性： ①指針的值 ②指針的寬度

指針的值很好理解，好比第一個例子 int a = 5; int*p = &a; 那麼p的值就是a的地址0x02

指針的寬度：由指針的類型決定。

若是說指針的值標記了某個數據在內存的起始位置，那麼，指針的寬度就決定了從起始地址

對應的字節開始，日後還有多少個字節，也是屬於這個內存數據的。

生活情景：「老王，去幫我去倉庫拿個貨，個人貨從78號箱開始，而且有2個。」因而老王取出 78和79號箱子的貨物遞給你

假如你對老王說：「老王，幫我去倉庫取個人貨，個人從78號箱開始，一共

有幾個箱子，我也記不住了」「那我怎麼取，取少了你就有損失了，取多了別人也不幹了，你不要難爲我啊」

這點個人另外一篇隨筆也講到了 .

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    
    int a =256 ;
    
    int* p=&a;
    
    printf("%d\n",   *((unsigned char*)p)    ); //讀取內存數據時，取的寬度的比存時的寬度小，數據缺失 
    
    
    return 0;
}

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    int arr[2] = {1,2};
    
    arr[2] = 100;     //ops! 訪問越界 
    return 0;
}

前面咱們講了內存塊的4點要素，第4點就是內存塊的寬度，他是和指針的寬度是一一對應的。一個指針變量指向了這個內存塊，

那麼指針的寬度就是這個內存塊的寬度。這也代表，咱們在使用指針的時候，不要越界，也不要取少，取少了取出的數據會不完整，

越界就更嚴重了，程序會掛掉的，由於你訪問了不屬於你的內存。

擴展：有木有沒有寬度的指針呢？答：這個能夠有 void* p;

void* 類型的指針對應與C# or java中的Object類型變量，它能夠指向任何類型變量。不過他只保存了內存的起點，沒有保存寬度信息，若是你想

取出原來的數據，你必須作出正確的強制轉換。

五：一對相反操做的運算符 * 和 &

& 取地址符 &a 就獲取了a的指針，而後咱們就能夠用int*p變量出承接這個地址 p = &a; 咱們就說p指向了a

* 解地址符 *操做符有一個很形象的動詞：解。p保存了a的起始地址和延續寬度，那麼，*p則是肯定起始地址，量出寬度，

獲取這個內存塊。所以咱們能夠經過a 的地址p去操做（讀/寫）這個內存塊了。

p也是一個變量，他本身也有地址，這就長產生了指針的指針。

注意：我所說的指針的寬度並非說指針變量佔用的內存大小，而是經過這個指針指向的內存塊的寬度。指針的佔用的字節數是必定的，通常狀況下，指針變量都佔用4個字節。上面圖中我也畫了4個字節。

6、爲何要使用指針

你可能會問：我有變量名，爲何還要繞一轉，用指針去使用內存數據？

但並非這樣，下面是2個例子。

①經過動態申請的內存是匿名的，沒有名字，只能經過指向這塊內存的指針去使用。

malloc() realloc() calloc() 這裏不擴展了。

②一個經典的題目：用函數交換2個變量的值。

#include<stdio.h>
void swap_2b(int a,int b);
void swap_hack(int *pa,int *pb);
void swap_normal(int*pa,int*pb);


int main()
{
    int a = 5;
    int b = 3;
    swap_2b(a,b);           //Can`t swap;
    swap_normal(&a,&b);    //OK
    swap_hack(&a,&b);      //OK
    
    
    return 0;
} 

//2b青年寫的函數 
void swap_2b(int a,int b)
{
    int t;
    t=a;
    a=b;
    b=t;

}

//程序員寫的函數 
void swap_normal(int*pa,int*pb)
{
    int t;
    t=*pa;
    *pa=*pb;
    *pb=t;
    
    
}

//黑客寫的函數 
void swap_hack(int *pa,int *pb)
{
    *pa = *pa^*pb;
    *pb = *pa^*pb;
    *pa = *pa^*pb;
    
}