C語言精要總結-指針系列（二）

 

此文爲指針系列第二篇：

C語言精要總結-指針系列（一）

C語言精要總結-指針系列（二）

指針運算

前面提到過指針的解引用運算，除此以外，指針還能進行部分算數運算、關係運算

指針能進行的有意義的算術運算包括加減法運算，但不包括乘除運算。而且運算存在諸多限制。

加法運算

指針加法運算只適合指針與整數，不能用在指針與指針。

指針加上或者減去一個整數n，是存儲的地址值加上或者減去n*指針指向類型的空間大小。也就是

結果指針 = 指針 ±  n * 指針指向類型空間大小。

例如int類型的整數指針+1，運算結果依然是一個整型指針，其存儲的地址值爲原指針值+1*4，這是由於整型變量佔用4個字節的空間。這個計算結果，剛好在當前指針指向基礎上，向下偏移指向下一個相同類型的空間。以下圖

 

指針與整數的加減法通常用在迭代連續的內存空間-數組，若是運算獲得的指針指向第一個元素以前或者最後一個元素以後，可能會產生非法讀寫內存中斷，就像引用一個未初始化的指針同樣不可預知。

指針除了能夠與整數作加減運算，連個指針之間還能夠作減法運算（不能作加法運算）且必須是同類型的指針。運算結果爲兩個指針指向地址之間，能夠存放多少此類型的變量數（或其相反數），類型爲ptrdiif_t類型（一種有符號整數類型）。

1 int * p1 = (int *) 0x100;
2 int * p2 = (int *) 0x10c;
3 printf("p2-p1 : %d\n",p1 - p2); // -3

如上程序將輸出-3，也如上圖所示，這3個空間存放着 十、80、6三個整型變量。

指針與指針相減，通常也用在連續地址空間-數組中。此時兩個指針相減跟下標索引相減是等價的。

1 int arr[5] ;
2 printf("%d\n",&arr[4] - &arr[0] == 4 - 0); // 1

常量指針與指針常量

常量指針表示經過此指針，不能修改其指向的內存區域的內容，指針自己的值是能夠修改成指向另外一個變量，雖然能夠修改指向另外一個變量，可是依然不容許修改指向變量裏的內容。常量指針通常用在函數一些函數參數中，以只讀的方式傳遞函數參數。這裏說明一點C語言除了宏定義常量和枚舉以外，是不能定義普一般量的，只可用const定義只讀變量，而常量指針指向的是就是一個只讀變量。只讀變量是不能修改的變量。

1 const int readOnlyVar = 10;
2 int * pROVar = (int *) & readOnlyVar;
3 * pROVar = 11;
4 printf("%d\n",readOnlyVar);

而指針常量表示指針自己的內容不可變（指向不可變），所以，定義指針常量時必須同時初始化一個地址值。

定義指針常量和定義常量指針的方式區別在於const關鍵字的位置

int const * p1 ;
const int * p2 ;
int * const p3 = NULL;
const int * const p4 = NULL;

以*號爲界限，看cosnt修飾的是誰，若是修飾的是類型關鍵字，表示指向常量類型——常量指針，若是修飾的是指針標識符，表示指針常量。顯然p一、p2是常量指針，p3是指針常量，p4既是常量指針，又是指針常量。

指針數組

指針數組指元素由指針組成的數組，通常用在存儲字符串組，例以下面的程序

 1 char * options[5] = {
 2     "--list",
 3     "--prefix",
 4     "--with"
 5 };
 6 for (i = 0 ; i < 5 ;i ++)
 7 {
 8     if (NULL != options[i]){
 9         printf("%s\n",options[i]);
10     }
11 }

此時指針數組前三個成員指向靜態區的三個字符串常量，然後兩個指針被默認初始化爲0（NULL）

C語言中出現的字符串字面量，實際是存儲在靜態數據區的字符串常量。當一個字符串出如今C語言表達式中，其實際值是一個指針常量。以下面聲明一個指針常量的代碼

char * str = "hello";

能夠用另外一段代碼來描述，即先在某處爲字符串分配空間，記錄指向第一個字符的一個指針常量，並將字符拷貝進去。代碼以下

char * const strBuff = (char * ) malloc (6);
strcpy(strBuff,"hello");
char * str = strBuff;
free(strBuff);

既然明確字符串常量在代碼中實際是一個指針常量，所以其也能夠參與運算。代碼以下

printf("%c\n",* "hello");   //  h
printf("%s\n", "hello" + 1);//  ello

常量指針「hello」+1後獲得一個新的指針，按指針運算的規則將指向下一個e，因此以字符串形式輸出ello

除此以外指針輸在還用在處理許多多維數組的地方，這在後續的章節中會提到。

常量指針數組與指針常量數組

常量指針數組表示元素都指向常量的數組。定義方式以下

1 const char * options[5] = {
2     "--list",
3     "--prefix",
4     "--with"
5 };

固然，這裏的例子，const加與不加沒太大區別，由於即使不加const關鍵字，options中的每個元素依然是指向一個字符串常量，是不能修改的。例如要將「--list」中的第2個‘-’換成'+'號，下面的代碼是行不通的，方法只有讓指針指向一個全新的字符串常量（由於是常量指針，因此指針自己的內容能夠修改）

* (options[0] + 1) = '+';

加上const的好處是，讓編譯器或者IDE工具在運行以前便告知你此類代碼存在的問題。關於字符串常量，下面的異常代碼可能更易懂一些

char * str = "hello";
*(str + 3) = 'w';

指針常量數組表示每一個指針元素都是不可修改的（指向固定了），可是其指向內容，視狀況是能夠修改的。

1 char * const options[5] = {
2     "--list",
3     "--prefix",
4     "--with"
5 };

固然，由於字符串常量的緣故，上面的代碼定義了一個指針元素、指針元素指向區域內都不可變的指針數組。例如，像下面的代碼都是非法的

1 options[0] = tmpStr; // 修改指針指向新的字符串常量
2 *(options[0]) = '+'; // 修改第一個元素指向區域的內容

下一系列將用一兩個複雜的案例詳細講解指針與數組的關係。