指针（初阶）
指针，是C语言中的一个重要概念及其特点，也是掌握C语言比较困难的部分。指针也就是内存地址，指针变量是用来存放内存地址的变量，在同一CPU构架下，不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的，而存放数据的变量因数据的类型不同，所占用的存储空间长度也不同。有了指针以后，不仅可以对数据本身，也可以对存储数据的变量地址进行操作
今天我们分几个步骤来学习一下指针（初阶版本）
一.指针是什么？
在计算机科学中，指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向 （points to）存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以 说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。
那我们就可以这样理解：
内存是一块很大的空间，内存被划分为一个个小的内存单元，一个基本的内存单元的大小是1个字节，内存单元的编号即是地址
指针：
指针是个变量，存放内存单元的地址（编号）。
对应到代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;//在内存中开辟一块空间
int *p = &a;//这里我们对变量a，取出它的地址，可以使用&操作符。
//将a的地址存放在p变量中，p就是一个之指针变量。
return 0;
}总结：
1.指针是内存中的一个最小单元的编号，也就是地址；
2.平时我们说的指针，通常是指指针变量，用来存储内存地址的变量
这里有个问题：
如何编址？
经过仔细的计算和权衡我们发现一个字节给一个对应的地址是比较合适的。
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32根地址线产生的地址就会是：
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000001
...
11111111 11111111 11111111 11111111
这里就有2的32次方个地址。
每个地址标识一个字节，那我们就可以给
（2^32Byte == 2^32/1024KB == 2^32/1024/1024MB==2^32/1024/1024/1024GB == 4GB）
4G的空闲进行编址。
同样的方法，那64位机器，如果给64根地址线，也是这样计算
这里我们就明白：
- 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：
指针是用来存放地址的，地址是唯一标示一块地址空间的。
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。
让我们在内存中看一下地址
由于二进制序列较长，不方便显示，所以监视的内存窗口中显示的是16进制
如图中的10的二进制序列是：00000000 00000000 00000000 00001010
写成16进制就是：00 00 00 0a
（ 四个2进制位可以表示1个16进制位）
从这张图我们还可以看出：内存中的内容是倒着的
比如 00 00 00 0a 在内存中是 0a 00 00 00
二.指针和指针类型
这里我们讨论一下指针的类型
我们都知道，变量有不同的类型，整型，浮点型等，那么指针有没有类型呢？
准确地说，有的。
当有这样的代码
int num = 10;
p = #要将&num（num的地址）保存到p中，我们知道p就是一个指针变量，那它的类型是怎样的呢？ 我们给指针变量相应的类型。
char *pc = NULL;
int *pi = NULL;
short *ps = NULL;
long *pl = NULL;
float *pf = NULL;
double *pd = NULL;这里可以看到，指针的定义方式是： type + * 。
其实：
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？
1.指针的解引用
从这张图可以看出
指针的类型决定了在解引用时一次能访问几个字节（指针的权限）
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。
int* --> 4个字节
char* --> 1个字节
double* --> 8个字节
2.指针 + - 整数
我们看代码：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a;
char* pc = &a;
printf("%pn", pa);
printf("%pn", pa + 1);
printf("%pn", pc);
printf("%pn", pc + 1);
return 0;
}
我们可以得到这样的结论：
指针类型决定了指针向前或者向后走一步时走多大的距离（单位是字节）
int* pc pc+1 --> 跳4个字节
char* pc pc+1 --> 跳1个字节
三.野指针
1.野指针成因
(1).指针未初始化
#include <stdio.h>
int main()
{
int *p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
*p = 20;
return 0;
}这里的指针没有初始化，这个指针没有指向任何对象，这就是野指针
(2).指针越界访问
这里的指针向后访问了一个不属于数组arr的空间，越界了！
这是野指针
(3).指针指向的空间释放
这里暂不讲解，后续会讲
2.如何规避野指针
- 1. 指针初始化
- 2. 小心指针越界
- 3. 指针指向空间释放即使置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
指针初始化
如果不知道p要指向谁，就给它赋一个空指针
int* p = NULL；指针使用之前检查有效性
if (p!=NULL)
{
...
}
四.指针运算
指针+-整数
指针 - 指针
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[5] = { 0 };
printf("%dn", &a[4] - &a[0]);
printf("%dn", &a[0] - &a[4]);
return 0;
}
结果是 4 -4
所以可以发现两个地址相减就是元素的个数
这个表达式的前提是两个指针指向同一块空间
指针的关系运算
#define N_VALUES 5
for(vp = &values[N_VALUES]; vp > &values[0];)
{
*--vp = 0;
}
代码简化, 这将代码修改如下：
for(vp = &values[N_VALUES-1]; vp >= &values[0];vp--)
{
*vp = 0;
}
实际在绝大部分的编译器上是可以顺利完成任务的，然而我们还是应该避免这样写，因为标准并不保证它可行。
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，
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。
五. 指针和数组
数组名是什么？
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
printf("%pn", arr);
printf("%pn", &arr[0]);
return 0;
}
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。
那么这样写代码是可行的：
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int *p = arr;//p存放的是数组首元素的地址指针和数组，本身是两种事物
联系就是：可以通过指针来访问数组
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("&arr[%d] = %p <====> p+%d = %pn", i, &arr[i], i, p + i);
}
return 0;
}运行结果
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。
如下：
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i<sz; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
}补充：
我们写可以这样写：
for(i=0;i<sz;i++)
{
printf("%d",p[i]）；
}原因在曾经的博客在提到过
所以
p[i] --> *(p+i) --> arr[i]
六.二级指针
看上去挺高深的，但不用想的太神秘也不用过分联想。
我们在写指针时“ * ” 不管是靠近类型还是变量意义都是一样的，于是就有下面操作
a的地址存放在pa中， pa的地址存放在ppa中。
pa是一级指针，而ppa是二级指针
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 .
int b = 20;
*ppa = &b;//等价于 pa = &b;**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 .
**ppa = 30;
//等价于*pa = 30;
//等价于a = 30;
同理得三级指针，四级指针……
七.指针数组
指针数组是指针还是数组？
答案：
是数组。是存放指针的数组。
数组我们已经知道整形数组（存放整型的数组），字符数组（存放字符的数组）。
那么，指针数组就是存放指针的数组
那它是怎样的呢？
int* arr3[5];//是什么？arr3是一个数组，有五个元素，每个元素是一个整形指针。