C和指针：指针

内存和地址

程序视角看内存是一个大的字节数组，每个字节包含8个位，可以存储无符号值0至255,或有符号值-128至127。

多个字节可以合成一个字，许多机器以字为单位存储整数，每个字一般由2个或4个字节组成。

由于它们包含了更多的位，每个字可以容纳的无符号整数的范围是从0至4294967295(2^32-1)。尽管一个字包含了4个字节，它仍然只有一个地址。

它的地址是最左边字节或者最右边字节的位置，不同的机器有不同的规定。另一个需要注意的是边界对齐(alignment)。要求边界对齐的机器上，整型值存储的起始位置只能是特定的字节，通常是2或4的倍数。

内存中的每个位置由一个独一无二的地址标识。

内存中的每个位置都包含一个值。

如果知道一个值的存储地址，可以根据地址取得这个值。但是地址不好记，所以可以通过变量名访问地址的值。

名字与内存位置之间的关联并不是硬件所提供的，是由编译器实现的。

int a = 112,b = -1;
float C = 3.14;
int *d = &a;
float *e = &C;

值和类型

c声明为浮点数，但是存放在内存中使用的整数，它们可以被解释为整数，也可以被解释为浮点数，取决于它们被使用的方式。如果使用的是整型算术指令，这个值就被解释为整数，如果使用的是浮点型指令就是浮点数。

不能检查一个值的位来判断类型。为了判断值的类型,必须观察程序中这个值的使用方式。

指针变量的内容

指针变量存放指针指向变量的地址。

d和e的内容是地址而不是整型或浮点型数值。d的内容与a的存储地址一致，而e的内容与c的存储地址一致，

间接访问操作符

通过一个指针访问指向的地址的值间接访问或解引用指针，间接访问的操作符*。

*d=112

*e=3.14

*&a = 25;

把值25赋值给变量 a。

&产生变量 a的地址，它是一个指针常量。*操作符访问其操作数所表示的地址。表达式中操作数是a的地址，所以值25就存储于 a中。

*(int *)100= 25

强制类型转换把值100从“整型”转换为“指向整型的指针",对它进行间接访问。如果 a存储于位置100,那么这条语句就把值25存储于a。

需要通过地址访问内存中某个特定的位置，它并不是用于访问某个变量，而是访问硬件本身。

未初始化和非法的指针

下面的指针a没有初始化就进行赋值，是非法的。a存放的是一个随机的整数，行为未定义。

int*a;
*a = 12;

NULL指针

NULL指针是一个特殊的指针变量，表示不指向任何东西。要使一个指针变量为NULL，可以给它赋一个零值。为了测试一个指针变量是否为NULL,你可以将它与零值进行比较(源代码约定)。

NULL指针并未指向任何东西，因此对NULL指针进行解引用操作是非法的。在对指针进行解引用操作之前，首先必须确保它并非NULL指针。

指针的指针

int a=12；int *b=&a；int **c=&b；

c的类型是一个指针，b是指向整型的指针，c是一个指向整型指针的指针。

指针表达式

char ch= ’a’；char *cp=&ch；

?为ch后面的内存位置(方便后续使用)。

ch

作为右值使用表示表达式的值为'a'

作为左值使用表示内存的地址而不是该地址所包含的值。

&ch

作为右值表示变量ch的地址，这个值等于变量cp存储的值。

只能作为右值，不能作为左值。

cp：右值是cp的值(存放ch的地址)，左值是cp所处的位置(左值一般是等号左面用作赋值)。

&cp：右值表示取指针变量的地址，指向字符指针的指针。左值非法。

*cp：右值表示间接访问ch‘a’。左值表示ch的地址

*cp+1

右值：*优先级高于+，所以执行间接访问操作，得到值‘a’，+1后得到’b’。

左值：非法

*(cp+1)

右值表示？的值。左值表示？的地址

++cp

右值：表达式的结果是增值后的指针的一份拷贝。执行后cp指向？

左值非法

cp++

右值：增加cp的值，执行后cp指向？。但先返回cp值的一份拷贝再增加cp的值。表达式的值式cp原来值的一份拷贝。左值非法。

*++cp

右值：间接访问操作符作用再增值后的指针的拷贝上，表示？的值。

左值：表示？内存地址。

*cp++

右值和左值分别是变量ch的值和ch的内存位置。cp指向？

后缀++操作符的优先级高于*操作符。

(1)++操作符产生cp的一份拷贝.

(2)++操作符增加 cp的值.

(3)在cp的拷贝上执行间接访问操作.

++ *cp

右值表示ch变为b，左值非法

(*cp)++

与12类似，结果是ch增值前的值(‘a’),但是ch的值变为’b’。

++*++cp

*++cp,需要做的只是增加它的结果值。

指针运算

当一个指针和一个整数量执行算术运算时，整数在执行加法运算前始终会根据合适的大小进行调整。合适的大小就是指针所指向类型的大小，调整就是把整数值和合适的大小相乘。

算术运算

（1）指针士 整数

指向数组中某个元素的指针

#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES]; 
float *vp;
for( vp = &values[0]; vp< &values[N_VALUES];)
*vp++ = 0;

for语句的初始部分把 vp指向数组的第1个元素。

经过第1次循环之后

经过5次循环之后，vp就指向数组最后一个元素后面的那个内存位置。

（2）指针 一 指针

只有当两个指针都指向同一个数组中的元素时，才允许从一个指针减去另一个指针，两个指针相减的结果的类型是 ptrdiff_t,它是一种有符号整数类型。减法运算的值是两个指针在内存中的距离(以数组元素的长度为单位，而不是以字节为单位),因为减法运算的结果将除以数组元素类型的长度。

关系运算

指针都指向同一个数组中的元素可以进行关系运算，判断哪个指针在数组的前面或后面。