8.C基础_指针基础

指针概述

1、定义与初始化

形式：<数据类型>* <变量名> = <地址>;

int a = 10; 
int *p = &a;

指针的类型不同，p++时的偏移地址量不同，偏移地址 = sizeof(类型)Byte

注意点：

• 指针的类型要与数据的类型保持一致，a为int，那么p就是int*，" * " 称为指针运算符
• 指针应该赋值地址，&为取地址符，存放的是数据的首地址
• 指针变量不能赋值普通整数(0除外)，不能赋值p=0x1234，而应该赋值p=(类型*)0x1234

2、目标与解引用

目标：指针指向的内存区域的数据。上述中，a就是目标。

解引用（间接访问）：使用*p对目标进行访问，" * "称为解引用。上述中*p就是解引用

注意：在使用(*p)++时，需要加括号。" * "的优先级低于 " ++ " " -- "

对于上述代码，指针的几种方式有：p、*p、&p，关系如下：

• p： 指针变量， 它的内容是地址量
• *p： 指针的目标，它的内容是数据
• &p： 指针变量占用的存储区域的地址，是个常量

3、指针大小与寻址空间

指针的大小与系统的位数有关。

• 32位的系统有32根地址线，因此指针大小为32位，4字节
• 64位的系统有64根地址线，因此指针大小为64位，8字节

注意：指针存放的是地址，地址的大小是固定的。不论是什么类型的指针，大小都为4或8字节。

寻址空间与指针的位数有关。

• 32位的指针大小可以寻址0~2^32-1范围
• 64位的指针大小可以寻址0~2^64-1范围

4、空指针

空指针并不是指没有赋值的指针，而是赋值为NULL的指针。NULL就是(void*)0

使用空指针的原因：

• 指针在定义时没有初始值，值是不确定的。给一个空指针可以防止野指针的出现。
• 空指针指向0，这个地址不允许访问，访问一定出现段错误，因此可以很快发现指针使用错误

良好的编程习惯：

• 在定义指针时，要么是赋值非空指针，要么是赋值NULL，防止野指针出现
• 在函数传入指针参数时，首先判断是否为空，防止后续产生段错误。

5、野指针

野指针指的是指向了一个不确定空间的指针。

有一些野指针在编译上不会产生任何问题，逻辑上却会产生很严重的莫名奇妙的bug

产生野指针的原因：

• 指针没有初始化，比如只定义了int* p;而没有赋值NULL或其他值
• 指针越界访问，比如char a[3]最大索引为2，然而去访问了a[3]，产生了越界，就是野指针
• 指针指向空间被释放，比如malloc开辟的空间，free之后再去访问，这就是野指针

指针运算

1、指针±常数

指针±常数的符号有：+、- 、++、--

指针±常数后的值与指针的类型有关，参与运算的是指针保存的地址。

• 运算结果=当前位置 + 常数 * sizeof(类型)

对如下程序进行分析：

int  a[5] = {1,2,3,4,5};
int* p = a;
p++;

这里的p为a的首地址，假设为0x00。p++之后，p的值 = 0x00+1*sizeof(int)，这个值就是&a[1]

注意：

• 这里的p应该与a类型一致，int对应int，不能用char* p去访问int a[5]
• " 指针+常数 "代表指针向高地址移动，" 指针-常数 "代表指针向低地址移动

2、指针-指针

指针-指针运算需要两个参与运算的指针的类型相同，这才是有效运算。运算结果代表这两个指针之间相差了多少个元素。比如上述代码，p++之后值为0x04，p的值为0x00，相减之后并不为4，而是为1，说明p++与p之间相差了一个int元素。代码验证如下：

3、自加自减运算注意点

" ++ "、" -- "的运算优先级比" * "的优先级要高，所以要注意运算的结合顺序。

下面以一个小代码为基础分析*p++、(*p)++、++p、++*p的含义

int  a[5] = {1,2,3,4,5};
int* p = a;

3.1 *p++含义

p++先运算，但++为先用后加，所以运算的值是*p，结果为1。之后p指针+1，指向2

训练：分析*p++ = 3的值

p++先结合，先用再加，所以当前*p=1，之后将3进行赋值，所以a[0]变为3，最后指针+1，指向2

3.2 (*p)++含义

*p先运算，相当于把1取出来，之后再++。同样是先用再加，所以运算值为1，之后1+1变为2

3.3 *++p含义

++p先结合，先加后用。所以运算的值是*(p+1)，结果为2，最终p指向2

3.4 ++*p含义

这时++与*已经不在有优先级的事情，因为没有运算的考虑点。在前面*p++时，我们不知道是先和*还是先和++结合，所以考虑优先级。对于++*p，p只能和*结合，所以含义如下：

*p结合之后再++，是先加再用，所以运算结果是1+1=2，最终a[0]=2，*p依旧指向a[0]

4、指针比较

指针可以进行比较，运算符有：>、<、==、!=

指针比较的含义：

• 与0比较，判断指针是否为空指针NULL
• 与正常指针比较，存放地址大的指针>存放地址小的指针，如p1=&a[0],p2=&a[1]，则p1<p2