指针的详解一

原创已于 2023-07-19 20:58:49 修改 · 156 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#c++ #c语言

于 2023-07-19 17:04:28 首次发布

C语言专栏收录该内容

5 篇文章

订阅专栏

你好

指针的定义

谈到指针很多人不会陌生，毕竟它是我们C语言的老朋友了。但是要问起指针到底是个什么东西，很多人恐怕就会一知半解、答非所问。那么指针到底是什么东西呢？

要想搞清指针是什么就必须先搞清为什么要创造指针。

在编程中，我们要定义一个变量，得知道我们要把它存储在什么地方，只有这样以后再用到这个变量的时候就不会找不到。那么问题就来了，我们怎么知道这个变量的位置在哪里呢？

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 16;

	return 0;
}

例如这个例子，我们定义了一个整型变量，并且给它赋值为16，那么我们是如何把16存入a的内存里面的？

其实计算机对内存进行了划分，规定内存的最小单元是1 个字节，变量定义了几个字节，就给你分配几个字节的内存单元。譬如a是整型，所以占4个字节，那么内存就会给它分配4个字节的内存单元。看到这里也许有人估计会有疑问，我们只是给a分配了足够的内存空间，但是我们并没有记录这些内存空间的位置，那么下一次我还是找不到a的位置。

的确，上述的担忧是有道理的。比如我又定义了一个整型变量b，他也占用4个字节的空间，那么我怎么知道内存中哪4个字节是属于b的，哪4个字节是属于a的？看来，我们需要给每个内存单元贴上独一无二的标签才行。于是我们就有了内存编号的概念。

如下图所示我们用a的内存空间为例。可以看到我们的内存空间是有他们自己的编号的，像0X000000B43DEFF8E4，这就是一个编号，每个编号之间相差1，这里的1代表的是1 个字节，在VS2022的编辑环境下，采用的是16进制计数方式。

由此，通过给内存空间设置编号，每个内存空间就是独一无二的，那么我们只要能记住a所占用的内存空间对应的编号，就能找到a的内存空间。

嗯，看到这里相信你对变量的存储过程有了更深的理解，但是这些与我们讲的指针又有什么关系呢？嘿嘿，别急，这就给你介绍指针。

上文我们说了，编号很重要，有了它就能找到指定的内存空间。那么既然它如此重要，为什么我们不把它存储起来呢？于是，为了存储这个编号，我们就创造了指针。

这里补充几个概念：

1.内存的编号也叫内存地址（通过编号可以找到内存，就像知道内存的地址一样）。

2.指针存储编号，编号就是地址，因此指针存储地址。我们通常直接把指针和地址当成是一个东西，也就是“指针就是地址，地址就是指针”（大家搞清楚底层逻辑就行，在叫法上没严格的规定）3.口语中说的指针通常指的是指针变量。

指针的类型与定义一个指针

我们知道整型是int 浮点型是float 字符是char 此外还有double、long long......

那么我们联想到指针，指针是不是也有不同的类型呢？

这里可以看到，指针的定义方式是： type + * 。

其实： char* 类型的指针是为了存放 char 类型变量的地址。 short* 类型的指针是为了存放 short 类型变量的地址。 int* 类型的指针是为了存放 int 类型变量的地址

那么这里我有一个问题：不管是int*还是char*，他们不都是地址吗，不管你指向的是int还是char存储的不都是地址吗，只不过是地址不同而已，那为何还要大费周章设定不同的指针类型呢？

要解决上述问题，我们先来看看这个代码。

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 16;
	char b = '1';
	int* p1 = &a;
	char* p2 = &b;
	printf("%p\n",&a);
	printf("%p\n",p1);
	printf("%p\n", p1+1);
	printf("%p\n", &b);
	printf("%p\n", p2);
	printf("%p\n", p2+1);
	return 0;
}

请输出结果：

&a就是a的地址

P1是a的指针，指针就是地址，所以P1与&a一样

P1+1 是a所占的内存空间的下一个内存地址

&b是b的地址

P2是b的指针，指针就是地址，所以P1与&b一样

P2+1 是b所占的内存空间的下一个内存地址

根据结果我们发现，给指针设定不同的类型原因1是规范了指针向前走一步或向后走一步具体走几个字节。int is 4byte,char is 1 byte. it depends on type.

这里插一句，很多同学有一个误解，他们认为，p存储的是a的地址，a是int型的，那么就占4个字节的内存，一个字节的内存有一个地址，那么p应该存储4 个地址。注意啊，不是这样想的啊！a占4个字节的内存不假，但是这不代表着p就要存储4个地址。p只要存储a的第一个地址就行了，为什么？因为内存空间是一个一个挨在一块的，我有了头的地址，又知道总共占多少字节，那不就能找到每一个地址了吗？这里请大家要注意。

指针设定不同的类型原因2 是在解引用操作时有了规范

#include<stdio.h>
int main()
{


        int n = 0x11223344;
		char* pc = (char*)&n;
		int* pi = &n;
		*pc = 0;   //重点在调试的过程中观察内存的变化。
		*pi = 0;   //重点在调试的过程中观察内存的变化。
       	return 0;
}

如图可知，不同的指针类型解引用操作是有区别的。

讲完了指针的类型，我们来讲讲如何定义一个指针。

int main()
{
  int a=10;
  int *p=&a;
  return 0
}

首先指针是地址，所以你要用&，来将变量的地址赋给指针，此外我们还要明确指针的类型。满足这两点你就会定义指针了！

野指针的问题

在使用指针时很多人会遇到程序报错的情况，指针是一个无情杀手，一不小心你就会被它偷袭。在这里我就分析几种常见的问题，帮助大家避坑。

野指针的定义：野指针就是指向的内存是不可知的、非法的指针。

出现野指针的常见情形：

1.指针未初始化

#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;
}

未初始化的指针指向的是任意空间，有些不属于你的空间你也要占用这是不合法的。就像是你拿着一把可以打开所有酒店房间的钥匙，然后你拿着钥匙随意进入别人的房间，你说，这好吗？--_--

2.指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int *p = arr;
    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;
}

一个指针是有作用范围的，超出这个范围你还在使用那就是违法的。就像例子中的对指针进行解引用，在指针指向的内存中你咋玩都没事，但是一旦这个内存空间不属于你这个指针了，那你就不能在对人家解引用了。

3.空间释放后，指针未置空

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a=0;
  int *p=&a;
  free(p);
  p=NULL;
  return 0;
}

当你释放了指针所指向的空间时，意味着那片空间已经不再属于你了，但是你的指针仍然保存着那片空间的地址，这是违法的。就像你把酒店的房间退了但是房卡你还留着，你说，这样好吗？--_--

4.指针所指的对象已经消亡

指针指向某个对象之后，当这个对象的生命周期已经结束，对象已经消亡后，仍使用指针访问该对象，将出现运行时错误。

int* retAddr()
{
intnum=10;
return&num;
}

intmain()
{
int* p=NULL;
p=retAddr();

这是函数的栈地址返回问题，在这里不做过多的介绍。大家只要记得函数一出作用域就会销毁，虽然地址返回了，但是地址中的数据早就被销毁了，这也是违法的。

讲了这么多，大家是否对小小指针刮目相待了？没想到这小子外表平平无奇，实则心狠手辣。那么我们又该怎样才能避免受到伤害呢？

1. 指针初始化

2. 小心指针越界

3. 指针指向空间释放，及时置NULL

4. 避免返回局部变量的地址

5. 指针使用之前检查有效性

其实作者本人在一开始使用指针时也吃了好多亏，但是那些血与泪的教训反而让我对指针的理解逐渐加深，bug并不可怕，当你以积极的态度面对它时，它就会成为你成长的养料，让你不断变强！

结语

好了以上就是本次博客的全部内容，大家要想掌握的话一定要多敲代码哦！

都看到这了，不给个赞吗？

这份博客👍如果对你有帮助，给博主一个免费的点赞以示鼓励欢迎各位🔎点赞👍评论收藏⭐️，谢谢！！！

如果有什么疑问或不同的见解，欢迎评论区留言欧👀。

好了我是Happysky，编程之路你我一起探索，让我们下期JAN。