指针：存储地址的变量

指针：一种特殊的变量

指针是C语言中的变量

1. 可以用于保存具体值
2. 特殊之处，指针保存的值是内存中的地址

内存地址是什么？

• 内存是计算机中的存储部件，每个存储单元有固定唯一编号
• 内存中存储单元的编码即内存地址

地址获取

• C语言通过&操作符获取程序元素地址
• &可以获取变量，数组，函数的起始地址
• 内存地址的本质是一个无符号整数(4字节[32位]，8字节[64位])

#include <stdio.h>
int main()
{
    int var =  0;
    printf("var = %d\n",var);
    printf("&var = %p\n",&var);
    return 0;
}

指针语法 type* pointer

指针内存访问： *pointer

• 指针访问操作符（*）作用于指针变量即可访问内存数据
• 指针类型决定了通过地址访问内存时的长度范围
• 指针的类型统一占用4字节或8字节

初学指针的规则

• Type* 类型的指针只保存Type类型变量的地址
• 禁止不同类型的指针相互赋值
• 禁止将普通数值当作地址赋值给指针

指针于数组

• 使用取地址操作符&获取数组地址
• 数组名可看作一个指针，代表数组中0元素的地址
• 当指针指向数组元素时，可进行指针运算

对于指针与数组中

int a[] = {5,48,45,4};
int *p = a;
int i = 0;

有如下关系

a[i] == *(a+i) == *(p+i)

字符串

C语言中字符串常量的类型是什么？
答： char * 类型，一种指针类型。

指针移动组合

 int v = *p++

解读

• 指针访问符（*）和自增运算操作符（++） 优先级相同
• 先从p指向的内存中取值，然后p进行移动

指针与函数

深入函数

• 函数的本质就是一段内存中的代码（占用一片连续的内存）
• 函数拥有类型，函数的类型由返回类型和参数类型列表组成

//函数类型
//函数声明                  类型
int sun(int n)             int(int)
void swap(int *a,int *b)   void(int*,int*)

注意

• 函数名就是函数体的起始地址（函数入口地址）
• 通过函数名调用函数，本质位指定具体地址的跳转执行
• 可以定义指针保留函数入口地址

函数指针（Type func（Type1 a，Type2 b））

• 函数名即函数入口地址，类型Type(*)(Type1，Type2)
• 对于func的函数，&func与func数值相同，意义相同
• 指向函数指针：Type (*pEunc)(Type1,Type2) = func

函数指针参数

• 函数指针的本质还是指针（变量，保存内存地址）
• 可定义函数指针参数，使用相同代码实现不同功能

#include <stdio.h>
int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}
int calculate(int a[],int len,int(*cal)(int,int))
{
    int number=a[0];
    int i=0;
    for(i=1;i<len;i++)
    {
        number=cal(number,a[i]);
    }
    return number;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    printf("1+2+....+9=%d\n",calculate(a,9,add));
    return 0;
}

注意

1. 函数指针只是单纯的保存函数入口地址
2. 因此
   • 只能通过函数指针调用目标函数
   • 不能进行指针移动（指针运算）

指针与堆空间

内存区域不同，用途不同

• 全局数据区：存放全局变量，静态变量
• 栈空间：存放函数参数，局部变量
• 堆空间：用于动态创建变量(数组)

堆空间的本质

• 备用的“内存仓库”，以字节为单位预留的可用内存
• 程序可在需要时从“仓库”中申请使用内存（动态借）
• 当不需要在使用申请的内存时，需要及时归还（动态还）

如何在堆空间申请内存？如何归还？

预备知识 – void*

• void类型是基础类型，对应的指针类型为 void*
• void*是指针类型，其指针变量能够保存地址
• 通过void*指针无法获取内存中的数据（无长度信息）

void*总结

• 不可使用void*指针直接获取内存数据
• void*指针可与其他数据指针相互赋值

堆空间的使用

• 工具文件：stdlib.h
• 申请：void* malloc(unsigned bytes)
• 归还：void free(void* p)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int *p = malloc(2*sizeof(int));
    if (p != NULL)
    {
        *p = 1;
        *(p+1) = 2;
        for (size_t i = 0; i < 2; i++)
        {
            printf("%d ",p[i]);
        }
        free(p);
    }
    
    return 0;
}

堆空间使用原则

• 有借有还
• malloc申请内存后，应该判断是否申请成功
• free只能释放申请到的内存，且不可以多次释放