【C语言精髓之指针】结构体指针(-＞与.两个运算符的区别)

/*** @file            * @author			jUicE_g2R(qq:3406291309)————彬(bin-必应)*						通信与信息专业大二在读	* @copyright		2023.10* @COPYRIGHT			 原创技术笔记：转载需获得博主本人同意，且需标明转载源* @language        C/C++* @IDE			   Base on Microsoft Visual Studio 2022* @state		   Corrected*/

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前期回顾，指针*、取地址&、解引用*、引用&

最近帮别人改C语言程序，才发现了自己对这部分还是理解不够深（平时写C++会忽略一些底层的东西，比如指针、地址一类的东西），记录一下。

1 错误示范

//错误示范
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
typedef struct {int id;char name[10];
} nodeN,*pNode;
int main(void) {pNode ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN));		//node是一个结构体指针变量，malloc为该指针指向的对象开辟了空间scanf_s("%s", ptr->name);	//这样写绝对会报：...处 这个文件 引发的异常: ... 写入位置 ... 时发生访问冲突。return 0;
}			

2 先来了解一下：点运算符 、 箭头运算符 与 取地址运算符

• 首先，$ptr$ 是一个 $指针变量$。

  typedef struct* pNode 等同于 typedef int* pInt ，是 对 $指针类型名$ 的 $重定义$，而不是定义了一个 名为 $pNode$ 的 $指针变量$

  pNode ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN)); 的替换写法为： nodeN* ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN)); 或 nodeN* ptr = (*nodeN)malloc(sizeof(nodeN));

• 其次，要知道 ->（箭头运算符） 和 .（点运算符） 近似，都是获取 $类（或结构体）$ 成员 的 $运算符$（ +、* 等等一类的），这种通过 $运算符$ 获取成员的方式叫做： $访问$ ，而 $访问$ 的实质就是 获取到数据。

• 再者，需要知道这些 $运算符$ 的 $优先级$：$括号运算符$ > $点运算符$ > $箭头运算符$ > $取地址运算符$

  &node.name、&ptr->name

  2-1 然后，需要知道 $点运算符$ 与 $箭头运算符$ 的区别：

区别	点运算符	箭头运算符
含义	成员选择（对象）	成员选择（指针）
使用形式	对象.成员名	对象指针->成员名
返回值	直接返回访问得到的值	返回指向结构体成员的指针
调用	要求编译器知道结构体的定义	不需要知道结构体的定义（因为是指针，无需知道具体定义，只需要知道指着哪个就行【即知道被指对象的地址就可以了】）
适用性	需要在使用 node.name 之前包含该结构体的头文件，这样不太适用于多文件开发【更偏向用于单文件】	无需【因为不需要知道定义】

简单说：

$点运算符$ 是 $结构体变量$ 访问 其 成员 的 操作符

$箭头运算符$ 是 $结构体指针$ 访问 其 指向的成员变量 的 操作符

3 有如下两种修改方法

2-1 不使用 scanf_s

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS					//必须加在所有.h文件的前面，使编译器不对 “没有使用安全函数scanf_s” 这种行为 进行报错
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
typedef struct {int id;char name[10];
} nodeN,*pNode;
int main(void) {pNode ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN));scanf("%s", ptr->name);							return 0;
}	 

_CRT_SECURE_NO_WARNINGS

我们鼠标箭头移至 _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 这段，右键选择 $速览定义$，就可以看到（vcruntime.h 文件的）这一段：

// See note on use of "deprecate" at the top of this file
#define _CRT_DEPRECATE_TEXT(_Text) __declspec(deprecated(_Text))#if defined _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE && !defined _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#endif#ifndef _CRT_INSECURE_DEPRECATE#ifdef _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#define _CRT_INSECURE_DEPRECATE(_Replacement)#else#define _CRT_INSECURE_DEPRECATE(_Replacement) _CRT_DEPRECATE_TEXT(    \"This function or variable may be unsafe. Consider using "        \#_Replacement                                                     \" instead. To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. " \"See online help for details.")#endif
#endif

其实就相当于：

#ifdef _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
//TODO：编译器不对安全函数进行检查
#else
//TODO：编译器必须对安全函数的使用进行检查
#elseif

2-2 使用 scanf_s

注意

安全函数的第三个参数不可少，传入的是变量的字节大小，可以用 $sizeof()函数$ 获取，也可以手动计算

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define NAMESIZE 10
typedef struct {int id;char name[NAMESIZE];
} nodeN,*pNode;
int main(void) {pNode ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN));scanf_s("%s", ptr->name, NAMESIZE);		//这个 sizeof()函数 返回的值必须加上//scanf_s("%s", &(ptr->name), NAMESIZE);	//这样也是可以的，&(ptr->name)是一种无效操作return 0;
}

4 进一步理解结构体指针

首先，不得不说：$地址即指针，指针即地址！！！$

4-1 取地址运算符&

• 首先，取地址运算符 & 返回的结果一般认为是 $地址$，实际上返回的就是一个指针（因为指针变量的值就是地址值）

• 其次，scanf_s() 中 是否必要有 取值运算符 & 呢？并非如此， 因为 scanf_s()第二个参数就是 传的 地址值。
  一种是不知道地址，就要通过 & 去获取地址：即 $变量$ 去向左结合 & 来获得 $变量的地址$。
  另一种 ，如果知道 $变量的地址$，可以直接填入（如直接填入 $name$ 这个地址）。（这一点下面的 $仔细揣摩以下两个概念$ 会用的）

4-2 数组名name

//C
#define NAMESIZE 10
char name[NAMESIZE];

• 1、$name$ 这个数组名 是一个指针常量！！！

  数组名 即为 数组首地址，$name$ 等价于 &name[0]，

  数组名 是 数组 第一个元素 的 指针，即 $name$ 指向 $name数组$ 的 首元素

下面的例子足以说明 $name$ 这个数组名 就是一个地址：

scanf_s("%s", name, NAMESIZE);//终端读入 NAMESIZE 字节大小的 char型 的 数据流，存入到 name数组 里

• 2、$name+i$ 等价于 &a[i]

$name+i$ 指向 数组 第 i 个 元素

//C：终端读入，向 name数组 的第二个单元 写入 char型 数据
scanf_s("%c", &name[1], NAMESIZE);
scanf_s("%c", name+1, NAMESIZE);

• 3、数组名取地址 &name 是一种 无效 操作

  $name$ 等于 &name，他们的值 都表示 数组首元素的地址

printf_s("%p\n", &name[0]);	//首元素的地址值 的 指标：00D3F9B8
printf_s("%p\n", name);		//输出数组首元素的地址：00D3F9B8
printf_s("%p\n", &name);	//输出数组本身（即首元素地址）的地址：00D3F9B8

虽然两者值相同，但是他们的 类型 是不相同的：

区别	name	&name
定义	指针常量	一个指向指针常量的指针（指针的指针）
类型	$一级指针$	函数指针类型（$二级指针$）
在这里的类型	char*	char(*)，一个指向返回值为 char型 的函数的指针

简单说：&name 指向 $name$，$name$ 指向 $name数组$ 的 首元素。

4-3 进一步，上升到 结构体指针 ptr

//C
#define NAMESIZE 10
typedef struct {int id;char name[NMAESIZE];
} nodeN,*pNode;
int main(void){pNode ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN));//结构体指针nodeN node;//结构体变量 

• 1、可以把 一个结构体变量 想象成一个 集成了一种或多种类型 的 一维数组

  类推先前的结论：$name$ 这个数组名 是一个指针常量，则：$ptr结构体指针$ = $node结构体名$

  $ptr指针$ 的值为 其 $指向对象$（结构体）的 首地址值，或叫做： $ptr指针$ 指向 结构体的首地址

• 2、修改 和 只访问 $结构体变量$ 中 非数组 成员

通过 scanf_s()终端从外部读入输入 值 算一种 修改（赋值） 参数的方式

通过 printf_s()终端写出到外部 值 算一种 只访问 参数的方式

//node.id实际上就是个变量 而不是 指针
scanf_s("%d", &node.id, sizeof(node.id));
printf_s("%d", node.id, sizeof(node.id));

• 3、修改 和 只访问 $结构体指针$ 中 非数组 成员

//ptr->id，箭头运算符 直接返回 ptr->id指针所指的 成员id的值，而不会返回指针本身！！！
scanf_s("%d", &ptr->id, sizeof(ptr->id));
printf_s("%d", ptr->id, sizeof(ptr->id));
printf_s("%d", (*ptr).id, sizeof(ptr->id));

$(\ast ptr).id$ 等于 $ptr->id$ ！！！【 $(\ast ptr).id$ 中 $(\ast ptr)$ ，由于有括号，$ptr$ 先与 $\ast$ 相与，这步叫 $解引用$，此时 $(\ast ptr)$ 与 $node$ 等价】

4、修改 和 只访问 $结构体指针$ 中 数组 成员

仔细揣摩以下两个概念

一个就是 在 2-1 提到了：$箭头运算符$ 返回的是 指向结构体成员的指针

另一个就是 $对象指针->成员$ 是 值

如果 成员 是 $非数组$，这个 值 就是 对应成员的数据类型的 值

如果 成员 是 $数组$，这个 值 是个 指针！！！（这个值 为 数组的首地址），这样就好解释为什么是这种改法了：

scanf_s("%s", ptr->name, NAMESIZE);//ptr->name 就是 结构体中name数组成员 的首地址
//scanf_s("%s", ptr->name, sizeof((*ptr).name));

5、修改 和 只访问 $结构体变量$ 中 数组 成员

同理，$node.name$ 也可以获得 $name指针$ 的值

scanf_s("%s", node.name, NAMESIZE);

&(ptr->name) 又是什么玩意？

&(ptr->name)是无效的操作，可以不看这部分内容，因为是个人观点（不代表正确）

ptr->name 是一个 地址值，可以看成一个指针。

&(ptr->name) 这就要涉及 指针的指针 了。（前面说了：取地址运算符 & 返回的结果一般认为是 $地址$，实际上返回的就是一个指针）

因为单纯的访问指针¹ 的话，就只需要使用一级指针¹， 而操作（修改）指针的话就要使用到 二级指针²，即&(ptr->name) ，就是指针的指针（->(ptr->name)）。

由于我们要通过 终端输入的方式 向 $name$ 这个结构体成员变量赋值，实质上是在修改指针¹，就需要传入³ 二级指针²来修改 一级指针¹，进而，我们就可以通过这个指针² 来访问和修改 一级指针¹ 所指向的内存位置上的数据。

¹ 一级指针：ptr->name 这个指针

² 二级指针：¹ 的指针【或叫地址】

³ 先以 一级指针 为例：

void update(*a){*a=2;}
int main(void) {int a=1;update(&a);		//更新整形变量 a 的值，需要传入 a 的指针（用 & 获取）printf_s("%d", a);
}

进一步 二级指针：

void update(int** pp) {**pp = 2;}int main(void) {int a = 1;int* p = &a;		//p指向aupdate(&p);			//传入a的二级指针printf_s("%d", a);
}

5 警告 C6011 取消对 NULL 指针 “ptr” 的引用 的解决办法

这个是在给 指针指向的对象 开辟了空间时，即：

//C
pNode ptr = (pNode)malloc(sizeof(nodeN));

//C++
pNode p = new node;

的时候，没有对 " 申请空间的时候可能会存在失败的情况 " 的极端情况进行处理。

解决办法：

//C/C++
while(!ptr){			//直至申请成功为止//TODO:上述代码
}

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