你是真的“C”——详解指针知识


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前言🙌

    哈喽各位友友们😊,我今天又学到了很多有趣的知识,现在迫不及待的想和大家分享一下!😘我仅已此文,和大家分享C语言中指针相关的知识点~ 都是精华内容,可不要错过哟!!!😍😍😍

1、 指针是什么?🙌

在学习指针之前,首先要知道指针是什么?,其实,指针理解起来可以概括为一下两个要点:

  1. 指针是内存中一个最小单元的编号,也就是地址
  2. 平时口语中说的指针,通常指的是指针变量,是用来存放内存地址的变量
    总结:指针就是地址,口语中说的指针通常指的是指针变量。
  3. 指针变量:我们可以通过&(取地址操作符)取出变量的内存起始地址,把地址可以存放到一个变量中,这个变量就是指针变量 。

举个栗子辅助理解:

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;//在内存中开辟一块空间
	int* p = &a;
	return 0;
		
}

知识点分析:

  • 这里我们对变量a,取出它的地址,可以使用&操作符。
  • a变量占用4个字节的空间,这里是将a的4个字节的第一个字节的地址存放在p变量
  • 中,p就是一个之指针变量。

小结一下:
指针变量,用来存放地址的变量。(存放在指针中的值都被当成地址处理)。

   那么,一个内存单元要分配多大的空间呢?又是怎么对这些内存进行编地址的呢?无数的先辈对此进行探讨分析,最终认为一个内存单位分配一个字节,并分配一个地址是比较合适的。对于32位的机器,,假设有32根地址线,那么假设每根地址线在寻址的时候产生高电平(高电压)和低电平(低电压)就是(1或者0)。那么这里就有2的32次方个地址。同样的方法,那64位机器,如果给64根地址线,那能编址就有2的64次方的地址。
简单的概括来说:
在32位的机器上,地址是32个0或者1组成二进制序列,那地址就得用4个字节的空间来存储,所以
一个指针变量的大小就应该是4个字节。
那如果在64位机器上,如果有64个地址线,那一个指针变量的大小是8个字节,才能存放一个地
址。
总结:

  • 指针变量是用来存放地址的,地址是唯一标示一个内存单元的。
  • 指针的大小在32位平台是4个字节,在64位平台是8个字节

2、指针和指针类型🙌

我们都知道,变量有不同的类型,整形,浮点型等。那指针有没有类型呢?准确的说是有的。指针的定义方式是: type + * 。
举些栗子大家就知道啦:

char* 类型的指针是为了存放 char 类型变量的地址。
short* 类型的指针是为了存放 short 类型变量的地址。
int* 类型的指针是为了存放 int 类型变量的地址。

那指针类型的意义是什么?

2 、1指针±整数

这里通过画图的方式帮助大家辅助理解正指针加减运算的规律:
在这里插入图片描述总结:指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大(距离)

2 、 2指针的解引用

那么指针的解引用和指针的类型有没有什么关联呢?这里还是通过画图的方法帮助大家理解:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
总结:
指针的类型决定了,对指针解引用的时候有多大的权限(能操作几个字节)。
比如: char* 的指针解引用就只能访问一个字节,而 int* 的指针的解引用就能访问四个字节。

3、 野指针🙌

按照教科书上的解释概念: 野指针就是指针指向的位置是不可知的(随机的、不正确的、没有明确限制的)。按照我的理解,野指针其实就像是一条没有被绳子拴住的野狗,到处乱串,当使用它时(解引用),就会有危险。

3、 1野指针成因

对于野指针存在的原因分析,比较常见的可以归纳为以下几个:

  1. 指针未初始化
  2. 指针越界访问
  3. 指针指向的空间释放

指针未初始化导致野指针,这里举个栗子分析以下:

#include <stdio.h>
int main()
{ 
 int *p;
    *p = 20;
 return 0;
}

在这里插入图片描述

小结:局部变量指针未初始化,默认为随机值

指针越界访问造成野指针,这里举一个简单的栗子:


#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int *p = arr;
    int i = 0;
    for(i=0; i<=11; i++)
   {
        *(p++) = i;
   }
    return 0;
}

小结一下:
这个数组一共只有10个元素,循环却访问到了第11个元素的位置。 当指针指向的范围超出数组arr的范围时,p就是野指针。
指针指向的空间释放,当再次访问原空间时,造成野指针。

int * test()
{
	int a = 10;
	return &a;
}

int main()
{
	int* p = test();
	printf("%d", *p);
	return 0;
}

小结一下:
变量a是test内的局部变量,当运行的时候出了这个函数时,就会被销毁掉,这里却返回a变量的地址赋值给指针p,p去解引用操作不属于程序的空间,则造成了野指针的问题。

3、 2如何规避野指针

  1. 指针初始化
  2. 小心指针越界
  3. 指针指向空间释放,及时置NULL
  4. 避免返回局部变量的地址
  5. 指针使用之前检查有效性

4、指针运算🙌

4、1 指针±整数

上面已经探讨了这个知识点,这里就不做讲解了。

4、2 指针-指针

这里举一个模拟实现strlen函数的代码:

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* p)
{
    assert(p);
    char* str = p;
    while (*p != '')
    {
        p++;
    }
    return p - str;
}
 
int main()
{
    char arr[] = "Hello bit!";
 
    printf("%d", my_strlen(arr));
 
    return 0;
}

在这里插入图片描述

这里的返回值就是指针 - 指针的典型体现啦。指针减去指针,得到的是两个指针之间元素的个数。

4、3 指针的关系运算

C语言的语法标准规定:
允许指向数组元素的指针与指向数组最后一个元素后面的那个内存位置的指针比较,但是不允许与指向第一个元素之前的那个内存位置的指针进行比较。

5、指针和数组🙌

指针和数组是不是同一个东西?其实不是的。虽然我们常说数组名是首元素的地址,好像和指针有紧密的关系,但指针和数组是完全不一样的两个东西。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述可见数组名和数组首元素的地址是一样的。
结论:数组名表示的是数组首元素的地址

既然可以把数组名当成地址存放到一个指针中,我们使用指针来访问一个数组中的元素就成为可能。所以 p+i 其实计算的是数组 arr 下标为i的地址。
那我们就可以直接通过指针来访问数组,举个栗子:

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	int* p = arr; 
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

6 、 二级指针🙌

指针变量也是变量,是变量就有地址,那指针变量的地址存放在哪里?其实,还是存放到指针变量中。

这里举个栗子辅助大家理解一下:

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;//a是要在内存中申请4个字节的空间的
	//一级指针
	int* pa = &a;// pa是指针变量,用来存放地址,也得向内存申请,申请4/8,存放变量a的地址
	//二级指针
	int** ppa = &pa;//ppa是指针变量,用来存放地址,也得向内存申请,申请4/8,存放一级指针地址
	int** * pppa = &ppa;//pppa是指针变量,用来存放地址,也得向内存申请,申请4/8,存放二级指针地址

	printf("%dn", **ppa);

	return 0;
}

如图所示:
在这里插入图片描述
对于二级指针的运算有:

  • *ppa 通过对ppa中的地址进行解引用,这样找到的是 pa , *ppa 其实访问的就是 pa .
  • **ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进行解引用操作: *pa ,那找到的是 a .

7、指针数组🙌

指针数组,顾名思义就是数组。指针数组,是用来存放指针的数组。数组我们已经知道整形数组,字符数组。那指针数组又是长什么样的呢?

int* arr3[5];

上述就是一个指针数组,arr3是数组名,一共有5个元素,每个元素的类型时int*。

接下来举几个栗子辅助大家理解:
可以利用指针数组来模拟二维数组的打印,但是这里有个区别是,二维数组的每一行元素在内存中是连续存放的,这里就不一定。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
	int arr3[] = { 3,4,5,6,7 };
	int* ptr[] = {arr1, arr2, arr3};

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("%d ", ptr[i][j]);
		}
		printf("n");
	}

	return 0;
}

程序运行结果图:
在这里插入图片描述
上述知识的一个综合运用栗子:

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", i[arr]);
		//i[arr] -- *(i+arr)
		//arr[i] -- *(arr+i)
	}

	//int* p = arr;
	//test(arr, 10);
	
	*(arr+i) -- *(p+i) -- arr[i]
	arr[i] --> *(arr+i) --> *(i+arr) -- i[arr]
	
	//for (i = 0; i < 10; i++)
	//{
	//	printf("%p = %pn", &arr[i], p+i);
	//}

	return 0;
}

int main()
{
	int arr[3][5];
	//arr[i][j]
	//(*(arr+i))[j]
	//*(*(arr+i)+j)

	return 0;
}

总结撒花💞

   本篇文章旨在分享C语言详解指针的相关知识点。希望大家通过阅读此文有所收获!😘如果我写的有什么不好之处,请在文章下方给出你宝贵的意见😊。如果觉得我写的好的话请点个赞赞和关注哦~😘😘😘

本图文内容来源于网友网络收集整理提供,作为学习参考使用,版权属于原作者。
THE END
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