指针详解-优快云博客

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1. 指针的详细概念

在C语言中，指针是一种变量，它存储的是另一个变量的内存地址。
想象计算机的内存是一系列的小盒子，每个盒子都有一个编号（即内存地址），用来存放数据。变量就存放在这些盒子里。指针变量存放的不是常规的数据内容，而是这些盒子的编号，也就是其他变量的内存地址。
例如，有一个变量 int num = 10; ，它存储在内存中的某个位置，假设这个位置的地址是 0x100 。可以定义一个指针变量 int *p; ，然后通过 p = &num; 将变量 num 的地址（ &num 表示取 num 的地址）赋给指针变量 p 。此时， p 中存储的值就是 0x100 。
通过指针可以间接地访问它所指向的变量。使用 * 运算符（间接访问运算符）， *p 就可以访问到 p 所指向的变量的值。在上述例子中，因为 p 指向 num ，所以 *p 的值就是 10 。
指针在很多场景下非常有用：
- 函数参数传递：可以将变量的地址传递给函数。这样函数就能通过指针修改原始变量的值，而不是仅仅操作变量的副本。
- 动态内存分配：使用指针可以在程序运行过程中动态地申请和释放内存空间，如 malloc 和 free 函数就和指针密切相关，能让程序更灵活地利用内存。
指针类型
整型指针是用来存放整型的地址
字符指针是用来存放字符的地址
数组指针是用来存放数组的地址

2. 解应用操作符＊

当定义一个指针变量，例如 int* p(int*为p变量的类型，如果在一个连续存储的空间中，P变量每次向后访问一个int大小的空间); ，此时 p 的值是一个内存地址。通过 *p 可以访问这个地址中存储的实际值。
假设你有 int num = 10; int *p = &num; ，这里 &num 获取 num 的地址并赋值给 p 。使用 *p 就可以获取 num 的值。如果执行 *p = 20; ，实际上是修改了 num 的值，因为 p 指向 num 所在的内存位置， *p 提供了一种间接修改 num 的方法。C语言中，可以直接把 &num 赋给变量 p ，这里 p 的类型应该是 int * （指向整数的指针）。

例如：

int num = 10;

int *p;

p = &num;

* 用于间接访问指针所指向的内容。当我们把 &num 赋值给 p 后， p 存储的是 num 的内存地址。如果要访问 num 的值，就需要使用 * 运算符，如 *p ，它会返回 p 所指向的内存地址中的值。

3. 指针在数组中的应用

对于 *(p + i) 和 arr[i] 等价的原因如下：
假设 arr 是一个数组， p 是一个指针，并且 p 指向数组 arr 的首地址（即 p = &arr[0]; ）。数组在内存中是连续存储的， arr[i] 表示访问数组 arr 中的第 i 个元素。 p + i 实际上是一个地址计算，表示从指针 p 的位置偏移 i 个单位（每个单位的大小是数组元素类型的大小）后的地址，而 *(p + i) 就是访问这个偏移后的地址所指向的对象，其效果等同于直接访问数组中的第 i 个元素 arr[i] 。
典型代码 int (*p2)[10] = &arr
1. 变量声明部分
- int (*p2)[10] ：这是在声明一个指针变量 p2 。这里的 * 表示 p2 是一个指针，而括号 () 很关键，它表明 p2 指向的是一个包含 10 个 int 类型元素的数组，而不是指向一个普通的 int 类型数据。也就是说 p2 的类型是“指向包含 10 个 int 元素的数组的指针”。
2. 赋值部分
- &arr ：假设 arr 是一个已经定义好的 int 类型数组，且数组元素个数恰好为 10 个（类型要匹配）。 & 是取地址运算符，这里 &arr 取得的就是整个数组 arr 的地址，其类型刚好是“指向包含 10 个 int 元素的数组的指针”，所以可以将其赋值给 p2 。
3. 后续使用示例
例如，要访问数组 arr 中的元素，可以通过 p2 来间接操作。像 (*p2)[3] 就可以访问到 arr 数组中的第 4 个元素（数组下标从 0 开始计数），这里先通过 *p2 得到 p2 所指向的数组（也就是 arr 本身），然后再用 [3] 去访问这个数组中的第 4 个元素。
4. 对于二维数组arr[r][c],对其应用操作为int (＊p)[5] = &arr，对其数组元素的访问操作有两种
①. ＊(＊(p+i) +j )
②. p[i][j]
5. p变量的类型(对理解指针操作十分重要)
在 int (*p2)[10] = &arr 中而言，p变量的类型为int (*)[10]，即把数组的地址赋给这样类型的p变量。在对p变量进行声明，去掉p变量即为它的类型。
在C语言中，“退化”是一种隐式类型转换。当我们用 int (*p)[10] = &arr; 定义指针 p ， p 指向一个包含10个 int 元素的数组。当使用 *p 时，本来 *p 代表的是一个数组（包含10个 int 元素），但是在很多操作场景下，这个数组会被当作一个指向其首元素的指针来处理，这种从“数组类型”转变成“指向其首元素的指针类型”的现象就称为“退化”。例如， *p 原本是一个数组，但在表达式 *p + 1 中，它就像一个指向 int 类型的指针，这样才能进行指针加法运算，编译器会自动将 *p （数组）转换为指向其首元素的指针，以符合指针运算的规则。一般来说，sizeof(arr)和&arr中，arr此时表示的都是整个数组的地址。在二维数组中，arr为第一行的地址，而arr[0]会退化成第一行第一个元素的地址。
① 在c语言中，int arr[10]；int (*p)[10] = &arr，＊p+1会发生什么
1. 首先分析定义：- 对于 int arr[10]; ，定义了一个包含10个 int 元素的一维数组 arr 。- 对于 int (*p)[10]=&arr; ，定义了一个指针 p ，它是一个指向包含10个 int 元素的数组的指针，并且初始化为 arr 数组的地址。
2. 然后看 *p + 1 这个表达式：
- *p ：对 p 进行解引用。由于 p 是指向包含10个 int 元素的数组的指针， *p 就相当于得到了这个数组本身，在这种情况下， *p 的类型“退化”为 int* ，它指向 arr 数组的第一个元素。
- *p + 1 ：在 *p （此时为指向 arr 第一个元素的指针）的基础上进行指针运算。它会使指针向后移动一个 int 类型大小的字节数。所以 *p + 1 指向了 arr 数组中的第二个元素。
② 对于二维数组arr[3][5]，int (*p)[5] = &arr，＊(p+1)又有什么不同
1. 分析 int (*p)[5]=&arr; - p 是一个指针，它指向包含5个 int 元素的数组（也就是二维数组 arr 的一行）。
- p + 1 ：根据指针运算规则，由于 p 指向的类型是“包含5个 int 元素的数组”，所以 p+1 会跳过一个“包含5个 int 元素的数组”的大小。在内存中，它会指向二维数组 arr 的第二行（假设 int 类型占4字节，那么 p + 1 会在内存中跳过 20 字节）。
2. 分析 *(p + 1) ：
- 当对 p + 1 进行解引用（ *(p + 1) ）时，得到的是 p + 1 所指向的那一行数组（即二维数组 arr 的第二行）。它的类型“退化”为 int* ，可以用来访问第二行的元素。例如， (*(p + 1))[0] 就可以访问二维数组 arr 第二行的第一个元素。这和之前一维数组的情况不同，因为在一维数组中， *p 只是简单地得到首元素，而在这里， *(p + 1) 得到的是二维数组的另一行元素。