C语言阶段（4）——指针

一、C语言的指针

程序是需要载入内存中运行，内存是有范围的，对于32位系统，内存地址范围是0x0000_0000~0xFFFF_FFFF，也就是内存大小为4GB，内存地址指的是内存中单元的编号，编号是固定的。

所以内存地址（存储单元的编号）本质就是一个整数，对于32位系统而言，地址所对应的编号是4字节的正整数。

用户想要访问内存地址下面的数据是比较麻烦的，因为地址比较难记忆，内存地址都是由内核管理，所以C语言规定用户有权利对内存地址进行命名，比如变量名字、数组名字.........，所以标识符就可以和操作系统提供的内存单元建立映射关系。

思考：既然用户可以定义变量来存储数据，那能否把内存地址当成数据存储在一个变量中？

回答：是可以的，因为存储单元的地址本质就是一个整数，如果是在32bit系统下，则只需要4个字节的存储单元就可以完成存储。

思考：既然内存地址可以当做数据存储在一个变量中，那内核如何区分变量中的数据是作为普通数据还是作为内存地址呢？

回答：操作系统不需要区分，但是作为用户而言，需要区分该变量下存储的是地址还是普通整数，所以C语言表中规定：用户如果打算定义一个变量来存储一个内存地址，则需要定义变量的时候指明该变量中存储的是一个地址。

C语言中把用于存储地址的变量称为指针变量，因为通过变量中的地址可以指向某个存储单元！  指针指向的是地址，所以可以把指针理解为地址，也可以把地址当做指针使用，注意：如果打算获取某个地址下的值，必须使用 * 间接运算符 ， *地址 == 地址下的值

指针变量定义格式：数据类型  *变量名;   比如 int  *p;  or  char  *p;  or  int * buf[5];

思考：既然指针变量可以存储一个内存地址，那请问内核是否会为指针变量分配内存空间？

回答:当然会分配，因为定义变量的目的就是为了申请内存单元，32bit系统下需要4个存储单元才能记录一个地址，而记录的地址和变量本身的地址是不一样的。变量的存储单元就相当于是一个容器，记录的地址就相当于数据而已。

思考：用户定义了一个指针变量，但是此时并没有打算让该指针变量指向某个内存地址，请问内核分配给指针变量的内存空间中是否会存储一些未知的数据？如果存在，应该如何解决？

回答：是会的，所以为了提高程序的可靠性，为了避免异常出现所以就算不存储有效地址，也应该对定义的指针变量进行初始化，注意：对指针变量进行初始化，则应该把指针变量对应的内存初始化为0，但是0只是一个整数，并不是地址，而指针变量就是应该存储地址。

用户应该把普通整数0进行强制转换，转换为一个地址 0x00000000 --> (void  *)0x00000000

int  *p = (void *)0x00000000; //可读性较差，所以C语言中提供了一个宏定义 NULL 空指针

可以看到，linux系统的内存中有一部分内存是属于 保留区，保留区地址范围就是0x0000_0000 ~ 0x0804_8000，属于用户没有权限访问的内存空间，一旦用户访问这块区域，就会导致段错误。

int  *p = NULL;  //对指针变量进行初始化，目的是防止野指针出现，为了避免段错误的！！！

思考：已经知道内存中有一块保留的空间，程序是没有权限访问的，但是用户能否定义一个指针变量指向这块空间？

回答：是可以的，但是只能用指针变量记录该地址，但是不能通过指针变量间接访问该地址，如果间接访问，则会导致内存异常，发生段错误。

思考：既然指针变量中存储的是一个内存地址，内存地址的本质就是一个整数，所以能否对整数进行算术运算呢？

回答：是可以的，只不过普通整数的算术运算和地址的算术运算的理解是不同的，一般对于普通整数可以进行算术运算，则结果也是一个整数。

但是对于指针变量中存储的地址进行算术运算，一般只能进行加法运算和减法运算，对地址进行加法运算和减法运算，其实就是对地址进行偏移而已，偏移的单位一般是应该以字节为单位。

注意：对于指针变量的偏移，要考虑到变量中存储的地址的数据类型，所以 地址 + 1 不表示存储单元向后偏移1个字节，应该是向后偏移 （1 * 数据类型）个字节。

思考：既然可以用指针变量指向另一个变量的地址，请问能否用指针变量指向数组的地址？

回答：当然可以，就相当利用指针变量来对数组的地址进行备份，提高了访问数组的安全性，而利用指针变量来指向数组的地址，被称为数组指针！！！！     int buf[5];   int  *p = buf;

运算符的优先级和结合性

（）> [] > *

如果此时用户需要访问数组中的元素，可以通过数组下标 and 指针访问，两者的区别如下：

笔试题：请分析以下程序，根据自己对程序的理解回答出程序的运行效果，不许讨论和抄袭！

笔试题：请分析以下程序，根据自己对程序的理解回答出程序的运行效果，不许讨论和抄袭！

思考：用户打算定义一个二维数组，并且用一个指针变量来存储数组的地址，现在想用指针变量来访问二维数组中的元素，请问如何访问？

思考：既然数组可以存储同一类型的数据，请问能否在一个数组中存储指针变量的地址???

回答：是可以的，如果在一个数组中，每个元素都是一个指针，则C语言中把这种结构称为指针数组。

指针数组的定义格式： 数据类型  *数组名[元素个数];      // 比如  int  *buf[5];

注意：[]后缀运算符 优先级高于 *间接运算符 ，所以 buf[5] 作为一个整体，剩余部分就是数组中元素的类型，所以 int  *就是数组中元素的类型，其中int是用于修饰指针指向的地址中数据的类型。

思考：既然可以使用一个指针变量来存储另一个变量的地址，能否定义一个指针变量，然后来存储另一个指针变量的地址？如果可以，那如何可以访问到最终内存地址下的数据？

回答：是可以的，如果一个指针变量中存储的地址是另一个指针变量的地址，则把这种结构称为二级指针。

二级指针定义格式： int  data; //整型变量  int  *p1 = &data; //指针变量  int **p2 = &p1;

练习：用户现在定义一个int buf[5] = {1,2,3,4,5}; 现在用户定义一个数组指针来存储数组的地址， int  *p = buf; 请问 printf(“%d\n”,*p++);   printf(“%d\n”,(*p)++);  请问两句话的输出结果？

字符串常量本身就表示第一个字符的地址

题

A

ABC