c语言学习之指针

int a = 10;
int *p = &a;  // p存储了变量a的地址，定义指针变量的同时进行赋值

int a = 10;
int *p；
p = &a;//先定义指针变量，之后再进行赋值

注意：int *p和*p的区别

int *p：声明一个指针变量 p，它专门用于存储 int 类型变量的地址

*p（解引用指针，即通过指针找到它指向的内存地址的实际数据）

int *p = &a; 这个代码的解释：

• int *p：声明一个指针变量 p，它专门用于存储 int 类型变量的地址。

• = &a：将变量 a 的地址赋值给指针 p。

• 此处的int *p不是解引用的意思

*p（解引用指针，即通过指针找到它指向的内存地址的实际数据）

• 含义：*p 表示访问指针 p 指向的内存地址中存储的值。

• 结果：打印 *p 会输出 a 的值，即 10。

p（指针本身）

• 含义：p 存储的是变量 a 的内存地址。

• 结果：打印 p 会输出一个十六进制表示的地址值（如 0x7ffd42c8a9fc），具体值取决于系统和运行时内存分配。

&a （表示取变量 a 的内存地址）

        含义：表示取变量 a 的内存地址

&*p（等价于p）

1. 先对指针 p 解引用（*p），获取其指向的值。

2. 再对解引用后的值取地址（&），即获取该值的内存地址。

        

为什么c语言需要使用指针

例子：交换两个变量的函数

不使用指针：

void swap(int a, int b) {
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp; 
}

int main() {
    int x = 1, y = 2;
    swap(x, y); // 仅交换副本，x和y的值不变
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y); // 输出 x=1, y=2
    return 0;
}

为什么会失败呢？

        在C语言中，函数参数传递是值传递（Pass by Value），而不是引用传递（Pass by Reference）。这是导致你的 swap 函数无法交换 x 和 y 的根本原因。以下是详细解释：  

1. 值传递的本质        

当调用 swap(x, y) 时，实际发生的是：

• 实参 x 和 y 的值被复制一份。

• 形参 a 和 b 接收的是这些副本，而不是原始变量本身。

        内存模型示例：

变量	内存地址	初始值	调用 swap(x, y) 后
x	0x1000	1	仍为 1
y	0x1004	2	仍为 2
a	0x2000	1（复制）	被修改为 2
b	0x2004	2（复制）	被修改为 1

• 关键：a 和 b 是独立于 x 和 y 的副本，修改 a 和 b 不会影响原始变量 x 和 y。     

2. 函数调用的分步解析

(1) 调用 swap(x, y) 时

• a 被赋值为 x 的副本（1）。

• b 被赋值为 y 的副本（2）。

(2) 在 swap 函数内部

• tmp = a → tmp = 1。

• a = b → a = 2。

• b = tmp → b = 1。

(3) 函数返回后

• 形参 a 和 b 被销毁。

• 原始变量 x 和 y 未发生任何变化。

替代方法1：使用全局变量（不推荐），破坏了函数的封装性，依赖全局状态。

int x, y;

void swap_global() {
    int tmp = x;
    x = y;
    y = tmp;
}

int main() {
    x = 1, y = 2;
    swap_global();
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y); // 输出x=2, y=1
    return 0;
}

替代方法2：使用指针（推荐），指针传递的是变量的地址，通过地址可以直接操作原始内存中的数据

#include <stdio.h>

// 交换两个整数的函数
void swap(int *a, int *b) {
    int tmp;        // 临时变量用于暂存值
    tmp = *a;       // 将a指向的值存入tmp
    *a = *b;        // 将b指向的值赋给a指向的地址
    *b = tmp;       // 将tmp的值赋给b指向的地址
}

int main(void) {
    int x = 1, y = 2;
    printf("交换前: x=%d, y=%d\n", x, y); // 输出交换前的值
    
    swap(&x, &y);   // 传递x和y的地址给swap函数
    
    printf("交换后: x=%d, y=%d\n", x, y); // 输出交换后的值
    return 0;
}