指针【C语言】

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一、指针是什么？

1. 指针是内存中一个最小单元的编号，也就是地址
2. 平时口语中说的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量

指针就是地址，口语中说的指针通常指的是指针变量

内存

指针变量

我们可以通过&（取地址操作符）取出变量的内存起始地址，把地址可以存放到一个变量中，这个变量就是指针变量

举例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	 int a = 10;//在内存中开辟一块空间
	 int *p = &a;//这里我们对变量a，取出它的地址，可以使用&操作符。
    //a变量占用4个字节的空间，这里是将a的4个字节的第一个字节的地址存放在p变量中，p就是一个之指针变量。
	 return 0;
}

总结：
指针变量——用来存放地址的变量。（存放在指针中的值都被当成地址处理）。

那么问题是：

1. 一个小的单元到底是多大？（1个字节）
2. 还有，如何编址？

经过仔细的计算和权衡我们发现一个字节给一个对应的地址是比较合适的。

1. 在32位的机器上，地址是32个0或者1组成二进制序列，那地址就得用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。
2. 那如果在64位机器上，如果有64个地址线，那一个指针变量的大小是8个字节，才能存放一个地址。

总结：

1. 指针变量是用来存放地址的，地址是唯一标示一个内存单元的。
2. 指针的大小在32位平台是4个字节，在64位平台是8个字节。

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二、指针和指针类型

int num = 10;
p = #

要将&num（num的地址）保存到p中，我们知道p就是一个指针变量，我们要给指针变量相应的类型。

char  *pc = NULL;
int   *pi = NULL;
short *ps = NULL;
long  *pl = NULL;
float *pf = NULL;
double *pd = NULL;

这里可以看到，指针的定义方式是： type + *
相应类型的指针就存放相应类型变量的地址。

1）指针±整数

演示实例：

int main()
{
	 int n = 10;
	 char *pc = (char*)&n;
	 int *pi = &n;
	 
	 printf("%p\n", &n);
	 printf("%p\n", pc);
	 printf("%p\n", pc+1);
	 printf("%p\n", pi);
	 printf("%p\n", pi+1);
	 return  0;
}

总结：指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）。

2）指针的解引用

演示实例：

#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;
}

总结：
指针的类型决定了对指针解引用的时候有多大的权限（能操作几个字节）。
比如： char* 的指针解引用就只能访问一个字节，而 int* 的指针的解引用就能访问四个字节。

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三、野指针

1）什么是野指针

野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）

2）野指针的成因

下面的几个成因都举例说明。

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;
}

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;
}

3. 指针指向的空间释放

这个成因在这里不做讲解，大家可以上网查找相关资料。

3）如何规避野指针

可以从成因和多个方面思考，有以下方式：

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

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四、指针运算

指针的运算包括：

1. 指针± 整数
2. 指针-指针
3. 指针的关系运算

1）指针±整数

#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float *vp;
//指针+-整数；指针的关系运算
for (vp = &values[0]; vp < &values[N_VALUES];)
{
     *vp++ = 0;
}

2）指针-指针

int my_strlen(char *s)
{
       char *p = s;
       while(*p != '\0' )
              p++;
       return p-s;
}

3）指针的关系运算

for(vp = &values[N_VALUES]; vp > &values[0];)
{
    *--vp = 0;
}

代码简化如下：

for(vp = &values[N_VALUES-1]; vp >= &values[0];vp--)
{
    *vp = 0;
}

注意：实际在绝大部分的编译器上这样是可以顺利完成任务的，然而我们还是应该避免这样写，因为标准并不保证它可行。

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五、指针和数组

举个栗子：

#include <stdio.h>
int main()
{
 	int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", &arr[0]);
    return 0;
}

打印结果：

结论：数组名表示的是数组首元素的地址（两个情况例外，见数组【C语言】最后）。

那么我们可以这样写代码：

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int *p = arr;//p存放的是数组首元素的地址

既然可以把数组名当成地址存放到一个指针中，我们使用指针来访问一个就成为可能。
例如：

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    for(i=0; i<sz; i++)
   {
        printf("&arr[%d] = %p   <====> p+%d = %p\n", i, &arr[i], i, p+i);
   }
    return 0;
}

p+i 其实计算的是数组 arr 下标为i的地址。
我们还可以直接通过指针来访问数组：

int main()
{
	 int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	 int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
	 int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	 int i = 0;
	 for (i = 0; i<sz; i++)
	 {
	 	printf("%d ", *(p + i));
	 }
	 return 0;
}

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六、二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存放在哪里 ----> 二级指针

int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;

*ppa 通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的是 pa ， *ppa 访问的其实就是 pa 。
接着

**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;

**ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进行解引用操作： *pa ，那找到的是 a 。

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七、指针数组

那么，指针数组是指针还是数组？
是数组。是存放指针的数组。

int* parr[10]={&a,&b,&c};

int* parr[3]={arr1,arr2,arr3};