C语言指针详解（1）（能看懂字就能明白系列）文章超长，慢慢品尝

目录

1、内存和地址

2、指针简介

与指针相关的运算符：

取地址操作符（&）

解引用操作符（间接操作符）（*）

​编辑 指针变量的声明

指针变量类型的意义

指针的基本操作

1、指针与整数相加（当然也可以相减）：

2、指针与指针相加（或者相减）

3、比较

野指针

1、解引用未初始化的指针

2、指针越界访问

3、指针指向的空间释放

4、如何规避野指针

1、指针初始化

2、小心指针越界

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1、内存和地址

什么是内存呢？我们知道计算机上CPU（中央处理器）在处理数据的时候，需要的是数据是在内存中读取的，处理后的数据也会放回内存中，比如电脑上的内存是8GB/16GB/32GB等，那这些内存空间是如何高效的管理的呢？

其实也是把内存划分为一个个的内存单元，每个内存单元的大小取一个字节。

补充：计算机中常见的单位——一个比特位可以存储一个二进制的位1或者0

1byte = 8bit（bit-比特位，byte-字节）
1KB = 1024byte
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB

其实，每个内存单元，相当于一个学生宿舍，一个字节空间里面能放8个比特位，就好比一个宿舍里面住了八个人，每个人就是一个比特位。 

每个内存单元也都有一个编号（这个编号就相当于宿舍房间的门牌号），有了这个内存单元的编号，CPU就可以快速找到一个内存空间。生活中我们把门牌号也叫地址，在计算机中我们把内存单元的编号也称为地址。C语言中给地址起了新的名字：指针。

所以我们可以理解为:

内存单元的编号==地址==指针

2、指针简介

指针？什么是指针？从根本上，指针（pointer）是一个值为内存地址的变量（或者数据对象）。比如char类型变量的值是字符，int类型变量的值是整数，指针变量的值是地址。

与指针相关的运算符：

那我们如何获得地址呢？

取地址操作符（&）

一般注解：后跟一个变量名，&给出该变量的地址

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 10;&a;//这里是取出a的地址的意思printf("%p", &a);//p是打印地址的占位符return 0;
}

如图所示，0133F70C就是a的地址，（特别注意的是，上述代码在创建变量a的时候，会向内存申请4个字节的空间，用于存放整数10，其中每个字节都有地址，且&a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。）虽然整型变量占4个字节，但我们只要知道了第一个字节地址，就能顺藤摸瓜访问到4个字节的数据。

我们把取到的数据（地址）放到指针变量存储，指针变量也是一种变量，这种变量就是用来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。

解引用操作符（间接操作符）（*）

一般注解：后跟一个指针名或者地址时，*给出储存在指针指向地址上的值。

示例：

int a=10;

int *pa=&a;//这里pa左边写的是int*，*是在说明pa是指针变量，而前面的int是在说明pa指向的是整型（int）类型的对象。

*pa=20;//*pa等价于a,最终a的值等于20

 指针变量的声明

声明指针变量时必须指定指针所指向变量的类型，因为不同的变量类型占用不同的存储空间，一些指针操作要求知道操作对象的大小。另外，程序必须知道存储在指定地址上的数据类型。long和float可能占用相同的存储空间，但是它们存储数字却大相径庭。下面是一些示例：

int *pa  //pa是指向int类型变量的指针

char *pb //pb是指向char类型变量的指针

float *pc //pc是指向float类型变量的指针

类型说明符表示了指针所指向对象的类型，星号（*）表明声明的变量是一个指针。

int*pa声明的意思是pa是一个指针，*pa是int类型。

指针变量类型的意义

指针变量的大小和类型无关，只要是指针变量，在同一个平台上，大小都是一样的，为什么还要各种各样的指针类型呢？

其实指针类型是有特殊意义的，例如以下代码：

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 0x11223344;int* pi = &n;*pi = 0;printf("%p", *pi);return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 0x11223344;char* pc = (char*)&n;*pc = 0;printf("%p", n);return 0;
}

 从上面两个代码可以看出，第一个代码会将n的四个字节全部改为0，但是第二个代码只是将n的第一个字节改为0。

结论：指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大权限（一次能操作几个字节）（指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大）

比如：char*的指针解引用就只能访问一个字节，而int*类型的解引用就能访问四个字节。

指针的基本操作

1、指针与整数相加（当然也可以相减）：

可以使用+运算符把指针和整数相加，或整数与指针相加。无论哪种情况，整数都会和指针所指向类型的大小（以字节为单位）相乘，然后把结果与初始地址相加。

#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 10;
char *pc = (char*)&n;
int *pi = &n;
printf("%p\n", &n);
printf("%p\n", pc);
printf("%p\n", pc+1);
printf("%p\n", pi);
printf("%p\n", pi+1);
return 0;
}

上面就是指针与整数相加的结果，另外也可以看出，char*类型的指针变量+1跳过一个字节，int*类型的指针变量+1跳过了4个字节。这就是指针变量的类型差异带来的变化。

另外再举一个数组的例子：

我们知道数组在内存中都是连续存放的，所以只要我们知道第一个元素的地址，就能顺藤摸瓜找到后面的所以元素。

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* pst = &arr[0];for (int i = 0;i < sz;i++){printf("%d ", *(pst + i));//这里的p+i就是指针加整数}return 0;
}

2、指针与指针相加（或者相减）

int my_strlen(char* s)//定义一个求字符串长度的函数
{char* p = s;while (*p != '\0')p++;return p-s;//这里就是指针减指针
}#include<stdio.h>
int main()
{printf("%d", my_strlen("abc"));//传参后打印结果return 0;
}

3、比较

可以使用关系运算符比较两个指针的值，前提是两个指针都指向相同类型的对象。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);while (p < arr + sz) //这里是指针大小的比较{printf("%d ", *p);p++;}return 0;
}

野指针

成因：

1、解引用未初始化的指针

int* pst; //未初始化的指针

*pst=5; //严重的错误

 为何不行呢，第二行的意思是把5存储在pst指向的位置。但是pst未被初始化未被初始化，其值是一个随机值，所以不知道将5存储在何处，这可能不会出什么错，也可能会擦写数据或代码，或者导致程序崩溃。

切记：创建一个指针时，系统只分配了存储指针本身的内存，并未分配存储数据的内存。因此，在使用指针之前，必须先用已分配的地址初始化它。

#include <stdio.h>
int main()
{
int *p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
*p = 20;
return 0;
}

2、指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
int *p = &arr[0];
int i = 0;
for(i=0; i<=11; i++)
{
//当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针
*(p++) = i;
}
return 0;
}

3、指针指向的空间释放

#include <stdio.h>
int* test()
{
int n = 100;
return &n;
}
int main()
{
int*p = test();
printf("%d\n", *p);
return 0;
}

4、如何规避野指针

1、指针初始化

如果明确知道指针指向哪里就直接赋值地址，如果不知道指针应该指向哪里，可以给指针赋值NULL，NULL是C语言中定义的一个标识符常量，值是0,0也是地址，这个地址是无法使用的，读写该地址会报错。

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
int*p1 = &num;
int*p2 = NULL;
return 0;
}

2、小心指针越界

一个程序向内存申请了哪些空间，，通过指针也就只能访问哪些空间，不能超过访问范围，超过了就是越界访问。

今天的笔记到此结束了