C语言入门：进阶篇01 指针

含义

        指针是一种特殊的数据类型，使用它可以定义指针变量，指针变量中存储的是整型数据，该数据代表了内存的编号(地址)，可以通过编号访问到对应的内存。

意义

        1、函数之间内存相互独立，但有些时候需要函数之间共享变量。

                ① 普通变量是单向值传递

                ② 全局变量容易命名冲突

                ③ 使用数组还需要额外传递长度

                虽然函数之间内存空间和命名空间是相互独立的，但是地址空间是同一个，所以使用指针可以解决这个问题

        2、由于函数之间普通变量单向值传递(拷贝)，因此对于一些字节数比较多的变量，值传递的效率很低，如果传递的是地址，那么只需要4(32位)/8(64位)个字节，可以提高传参效率。

        3、堆内存无法取名，它不像data、bss、stack这些可以让变量名与对应的内存建立联系，只能使用指针变量记录堆内存的地址从而使用堆内存。

定义

        类型名* 变量名_p;

        1、指针变量与普遍变量的用法有很大区别，建议在取名时以p结尾加以区分。

        2、指针变量的类型表示它存储的是什么类型变量的地址,它决定了通过该指针变量能够连续访问的字节数，例：

      int* p;     p只表示一个地址，可以连续访问四个字节数(int四个字节)

        3、一个*只能定义一个指针变量，例

        int *a,b,c;只有a是指针变量，a和c是int类型

        int *a,*b,*c;abc都是指针变量

        4、指针变量与普通变量一样默认初始值是随机的，一般初始化为NULL

赋值

        变量名_p=地址; 必须是有权限且有意义的内存地址

                栈内存：int num;int *p;p=#

                堆内存：p=malloc(4);malloc()返回的就是地址。

解引用

        *变量名_p;

        通过该指针变量中记录的内存编号去访问对应的内存，具体连续访问的字节数由该指针类型决定

        *注意：该过程可能会产生段错误，根源是该指针变量中存储的是非法内存地址。

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*使用指针需要注意的问题

  1、空指针：

        ① 值为NULL的指针变量叫做空指针，如果对空指针解引用就会产生段错误

                NULL是一种错误标志，如果一个函数的返回值类型是指针类型时，该函数执行出错则可以返回NULL

                NULL可以判断if(NULL==p) if(!p)

                绝大多数系统中NULL就是0，个别系统中是1

        ② 一般用于初始化指针变量

    如何避免空指针带来的段错误？

        当使用来历不明的指针前，一定要先做if判断

         1、当函数的返回值是指针类型，获取后先判断后使用

         2、当你函数的参数是指针时，别人可能会传空指针，使用前先判断

  2、野指针

        ① 指针指向不确定的内存空间的指针，叫做野指针。例如:int* p;

                    如果对野指针解引用有什么后果：一切正常、段错误、脏数据

     如何避免产生野指针：

         1、定义指针变量时一定要初始化

         2、函数不要返回局部变量(栈内存)的地址

        野指针比空指针危害更大，因为野指针无法判断出来，并且问题可能是隐藏性的，短时间内不暴露而已。所有的野指针都是程序员自己制造的。    3、当指针所指向的内存被释放后，指针变量要及时置空。

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指针运算

        指针变量中存储的是整数，理论上整型数据可以使用的运算符它都可以使用，但是大多数预算都没有意义

        指针 + n  <=>  指针 + 指针类型字节数*n  (前进了n个元素)

        指针 - n  <=>  指针 - 指针类型字节数*n  (后退了n个元素)

        运算后得到的结果依然是一个指针(临时的指针)

        指针 - 指针  <=>  (指针-指针)/类型字节数 (两指针变量之间间隔的元素个数)

        必须类型相同的元素才可以相减

const与指针

        就近原则：看const右边先跟着的是*(内存)还是p(指向)

示例	含义
const int* p;	保护指针所指向的内存数据不能修改  即*p不能修改
int const *p;	保护指针所指向的内存数据不能修改  即*p不能修改
int* const p;	保护指针指向不能修改  即p不能修改，*p可以修改
const int* const p;	保护指针所指向的内存数据和指针指向都不能不能修改，即*p和p不能修改
int const * const p;	保护指针所指向的内存数据和指针指向都不能不能修改，即*p和p不能修改

        *注意：当为了提高传参效率而使用指针时，传参效率提高了，但是变量共享后有被修改的风险，因此配合const可以尽心保护。

指针数组与数组指针

        1、指针数组：指针组成的数组，它的成员都是类型相同的指针变量

                                类型* 数组名[长度]={};类比于一维数组和二维数组 类型 数组名[长度]

       2、数组指针：专门指向数组的指针，

                               类型 (*arrp)[长度];类比于指针 类型 *变量名

                               int (*arrp)[10];

                               含义：arrp是一个专门指向类型为int,长度为10的数组的指针

*用途：后期当使用堆内存的二维数组时会使用它们

指针与数组名

        数组名是一种特殊的“指针”,它与数组在内存中的首地址之间存在映射关系，它没有自己的存储空间，数组名是常量，不能修改它所代表的值。

        指针变量是有自己的存储空间，它与内存之间是指向关系，如果它存储了数组的首地址时,那么指针可以当做数组使用，同时数组名也可以当做指针使用

    int* p=arr;

    p[i] == *(p+i); 中括号相当于解引用

    arr[i]==*(arr+i);

二级指针

        指向指针变量的指针，存储的是指针变量的地址

        定义：类型名** 变量名_pp;

        赋值：变量名_pp = &指针变量;

        解引用：**变量名_pp = *指针变量 == 数据     *变量名_pp == 指针变量;

函数指针

        函数名就是一个地址(整数),代表该函数在代码段中的位置

        函数指针就是专门指向某种函数的指针，存储的是该函数在代码段中的位置(函数名)

    举例：

        int (*funcp)(const char* , ...) = scanf;

            funcp是指向返回值为int，参数为const char*和...这样函数的指针

        funcp("%d",&num);

回调模式的函数

        void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,int (*compar)(const void *, const void *));

        void* 万能指针  在c语言中，任意类型的指针可以自动转换为void*，同时void*类型的指针也可以自动转换为任意类型

        size_t nmemb 长度

        size_t size 一个元素字节数

        int (*compar)(const void *, const void *) 指向类型为int，包含两个参数的函数指针