Lesson 12 指针2

指针2

这节课继续讲指针相关的知识。

指针变量大小的计算

使用sizeof就可以计算出指针变量的大小。但其实没必要，指针变量的大小是根据环境来的，32位机器就是32bit，4个Byte，64位则是8个Byte。这里也可以理解寻址空间为什么和位数有关。
这里一定要注意，指针类型只是决定指针指向数据的类型，并不是说不同类型的指针变量就必须占用不同的空间。

指针类型的意义

指针类型决定了指针访问内存的方式。
看一下代码：

//代码1
int n = 0x11223344;
int* pi = &n;
*pi = 0;
//代码2
int n = 0x11223344;
char* pc = (char*)&n;
*pc = 0;

上述代码中，代码1是将n改成了0，代码2则是将n的第一个字节改成了0。同样的空间，由于指针类型的不同，导致最后结果的不同。

指针的运算

指针+ - 整数

指针±整数是与其类型相关的。例如一个int* 的指针+1，那么地址会+4，而一个char*类型的指针+1，地址只会+1。这也是另一个指针类型的作用。

指针-指针

这样的结果是计算两个指针之间有多少个元素。使用这种计算的时候，有两个限制：

1. 两个指针必须是指向同一片空间；
2. 指针类型必须一致；
   看一下代码：

int arr[10] = {0};
int* p1 = &arr[0];
int* p2 = &arr[4];
int ret = p2-p1;

这里ret的值就是4，表示arr[0]和arr[4]之间有4个元素。

指针的关系运算

指针是可以比较大小的。看一下代码：

int arr[5] = {1,2,3,4,5};
int* p = &arr[0];
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
while(p<arr+sz)
{
	printf("%d ",*p)
	p++;
}

上面的代码就是将数组arr中每一个元素都打印出来，注意while循环的条件使用了指针的关系运算。

const修饰指针

const修饰指针根据其位置不同，有以下两种效果：

1. const位于*左边：修饰的对象是*p，这表示指针指向对象的值是不能被改变的；
2. const位于*右边：修饰的对象是p，这表示指针指向的对象是不能被改变的；
   举个例子：

int m = 10;
int n = 20;
const int* p1 = &m;
*m = 0;//报错，因为*m是无法改变的
int* const p2 = &n;
p2 = &m;//报错，p2所指的对象是无法改变的

这里只看const和*的相对位置，顺序是无所谓的。

野指针的成因

野指针是指指针指向的位置是不可知的。其成因有：

1. 指针没有初始化：指针在创建后如果没有初始化，那么它指向的位置就是随机的；
2. 指针越界访问：例如数组指针访问到数组范围之外的时候，指针就成了野指针；
3. 指针指向空间的释放：这里看一下下面的代码。

int* test()
{ int n = 1;
	....
	return &n;
}

这里的n是函数内部的局部变量，在函数调用完成后，会释放这块空间，那么返回的&n就成了野指针。

一个小练习：字符串左旋

来源是今天的作业，字符串左旋：
实现一个函数，可以左旋字符串中的k个字符。
例如：
ABCD左旋一个字符得到BCDA
ABCD左旋两个字符得到CDAB
想了不少时间。下面先说说思路：

1. 最简单的想法就是每次左旋1个字符，循环k次。ABCD先变成BCDA然后再变成CDAB。但感觉这样效率比较低，就继续想；
2. 经过老师的提示，可以使用这个思路。首先对字符串逆序，然后把字符串分成0~k-1和k~sz-1两部分，再分别对这两部分逆序。例如想逆序ABCDEF的3个字符，先变成FEDCBA，然后变成DEFCBA，最后变成DEFABC。这个思路就比较好了，不需要多次循环，那么就可以代码实现了：

#include <string.h>
void reverse_str(char* start, char* end)
{
	while (start < end)
	{
		*start = *start ^ *end;
		*end = *start ^ *end;
		*start = *start ^ *end;
		start++;
		end--;
	}
}

void left_votex(char* ch, int sz, int n)
{
	n = n%sz;
	char* flag = ch + n - 1;
	reverse_str(ch, ch + sz - 1);
	reverse_str(ch, flag);
	reverse_str(flag + 1, ch +sz - 1);

}

int main()
{
	char ch[] = "ABCDEF";
	printf("左旋前：%s\n", ch);
	int n = 0;
	int sz = strlen(ch);
	printf("请输入字母个数：>");
	scanf("%d", &n);
	left_votex(ch, sz, n);
	printf("左旋后：%s\n", ch);
	return 0;
}

逆序部分参考之前的字符串逆序，其余实现起来就没有那么难了。