c语言从0开始_10 指针_c语言文件的指针从0开始输入-优快云博客

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指针

指针定义

指针是一种特殊的数据类型，使用指针可以定义指针变量，指针变量中存储的是整形数据，这种整数代表了内存的编号，每个整数对应一个字节，使用指针变量可以访问对应的内存，具体访问的多个字节由指针的类型决定。

为什么要使用指针

1、函数之间是相互独立的，但是有时候需要共享变量
    传参是单向值传递
    全局变量命名容易冲突
    使用数组还需要传递长度
    虽然命名空间相互独立，但是地址空间是同一个，所以指针可以解决共享变量的问题
2、由于函数之间传参是值传递(内存拷贝)，对于字节数较多的变量，值传递的效率较低，如果传递变量的地址只需要传递4|8个字节
3、堆内存无法取名字，它不能像data/bss/stack让变量名与内存之间建立联系，只能使用指针来记录堆内存的地址，以此来使用堆内存

什么情况使用指针

注意：从理论上讲指针可以访问任何位置的内存，但绝大部分的内存我们没有权限访问，因此非常容易产生段错误，因此建议只有合适的时候才使用指针。

1.函数之间共享局部变量：
    由于全局变量浪费内存，还可能造成命名冲突，所有全局变量不适合大量共享。
    而函数传递默认是值传递，无法共享，所以指针是函数之间共享局部变量的最好选择。

2.提高函数的传递效率：
    而函数传递默认是值传递（内存拷贝），当变量的字节数较多时，传递变量的地址效率更高，只需要4/8字节。
    但这样就带来了变量被修改的风险，可以使用const配合指针来保存变量。

3.配合堆内存使用：
    堆内存无法取名(不能与标识符建立映射关系)，因此必须与指针配合使用。

如何使用指针

定义指针变量

类型* 指针变量_p;
1、由于指针变量的用法与普通变量不同，为了避免与普通变量混淆，建议在取名时以p结尾加以区分
2、指针变量的类型表示了存储的是什么类型的变量的地址，它决定了通过这个指针变量可以访问的字节数
3、一个只能定义一个指针变量，即指针变量不能连续定义
int p1,p2,p3; // 只有p1是指针变量，p2 p3都是int类型变量
int *p1,*p2,*p3;// p1 p2 p3都是指针变量
4、指针变量与普通变量一样默认值是随机的(野指针)，为了安全一定初始化，如果不知道赋值什么值，可以赋值为NULL(空指针)。

指针变量的解引用

*指针变量
通过指针变量中存储内存编号去访问内存，这叫做解引用。
该过程可能产生段错误，原因是指针变量中存储的是非法的内存编号
*p;
*p <==> num
注意：访问的字节数是由指针变量的类型决定的

使用指针需要注意的问题

空指针

指针变量的值为NULL的指针被称为空指针，这种指针不能解引用，否则会产生段错误。
大多数系统的NULL是0地址，可以把指针变量当逻辑值使用，但不建议这样。NULL也是一种错误标志，如果一个函数的返回值是指针类型时，当函数执行出错时可以返回NULL作为错误标志
为了避免空指针导致的段错误，当使用来历不明的指针时应判断是否是空指针。
if(NULL == p)
{

}
如何避免空指针带来的段错误：
对于来历不明的指针使用前，一定要进行判断
1、调用函数返回值为指针类型时，可能是空指针
2、当函数的参数是指针类型时，调用者传递过来的可能是空指针
注意：NULL在绝大多数系统中是0，极个别系统中是1，if(!p)

野指针

指针变量的值是随机的、不确定，这种指针称为野指针，使用野指针不一定立即出错，也不一定会出错，
与空指针相比它的危害更大，因为它是无法判断出来的，错误可能是隐藏型的，短时间内可能不会暴露。
对野指针解引用的后果：
1、段错误
2、脏数据
3、一切正常
所有的野指针都是人为制造的，无法判断一个指针变量是否是野指针，所以为了避免野指针导致的Bug，我们应该避免产生野指针。
1、定义指针变量时一定要初始化。 int* p = NULL;
2、指向变量所指向的内存被释放、销毁后，指针变量要及时赋值为NULL。
3、函数不返回局部变量的地址。

指针的运算

指针变量中存储的是整数，理论上整型数据能使用的运算符，指针变量都可以使用，但只有以下运算有意义：
指针 + n<=> 指针+(n字节数)：指针+指针类型字节数n 前进了n个元素
指针 - n <=> 指针-(n字节数)：指针-指针类型字节数n 后退了n个元素
指针 - 指针<=> (指针-指针)/字节数：(指针-指针)/指针类型字节数计算出两个指针之间间隔了多少个元素，只有类型相同的指针才可能相减。
注意：指针相加没有意义，就像拿两个门牌号相加一样没有意义。问指针运算不能怎样就是不能相加。（其实可以，但因为无意义，就当做不能）

const与指针

当我们为了提高传参效率而使用指针时，传参的效率提高了，但是变量也有被修改的风险，这种情况可以使用const来进行保护
const int* p;   保护指针所指向的内存不被修改
int const* p;   同上
int* const p;   保护指针的指向不能修改
const int* const p; 保护指针指向的内存和指向都不能修改，既保存p也保存*p
int const* const p; 同上

数组指针与指针数组

指针数组

    是由指针变量组成的数组，它的身份是数组，它的成员都是指针变量
        类型* arr[长度]

数组指针

它的身体是指针，专门用来存储数组的地址，用于指向数组的指针
类型 (*变量名)[指向的数组的长度];
例: int (*arr) [5];
注意：数组指针是以数组字节宽度为移动单位。

指针与数组名的关系

数组名其实是一种特殊的指针，看作常指针，不能修改它的值，它与内存之间是映射关系，不能改变，而指针与内存之间是指向关系，可以改变
数组名是没有存储空间，而指针变量是有存储空间
指向数组的指针，可以当做数组名使用， 数组名可以使用解引用的语法访问成员，

指针也可以使用[]解引用，所以：
数组名也可以当做指针使用
数组名[i] == *(数组名+i)
*(指针名+i) == 指针名[i]
arr[n] <=> *(arr+n);
注意：当数组作为参数传递时变成了指针，所以长度丢失了

数组名与普通指针的区别

   1、数组名是常量，普通指针是变量
    2、普通指针变量有自己的存储空间，用来存储内存编号，它与目标内存是指向关系。
    3、数组名没有自己的存储空间，它就代表数组空间的首地址，它与数组内存是映入关系。
    4、对数组名取地址结果还是数组名的值。
        int arr[5]
        arr <=> &arr;
        arr 类型 int* 
        &arr 类型 int (*)[5]

二级指针

一级指针里面存储普通变量的地址，二级指针里面存储的是一级指针变量的地址。

当跨函数共享指针变量时，需要使用二级指针。
定义：
类型** 变量名_pp;
赋值：
变量名_pp = &指针变量;
例 int num;
int* p = #
int** pp = &p;
解引用：
*变量名_pp <=> 指针
**变量名_pp <=> *指针
*pp <=> p;
**pp <=> *p;

函数指针

函数名就是地址(整数)，它代表了函数在代码段中的位置
函数指针就是指向函数的指针，里面存储的是函数在代码段中的位置
134513520
函数会反翻译二进制指令存储到代码段，而函数名就这段指令的首地址。
可以定义特殊的指针变量存储函数的首地址，这样就可以把函数当前数据进行传递。
我们把存储函数地址的指针变量叫做函数指针。
如何定义函数指针：
1、复制函数的声明语句
2、给函数名加上小括号并在函数名前加一个*
3、给函数名重新取函数指针变量名
由于函数指针的类型比较长，一般会选择使用 typedef 进行类型重定义。
void func(int,int);
typedef void (*FP)(int,int);