在計算機中,所有的數(shù)據(jù)都是存放在存儲器中的,不同的數(shù)據(jù)類型占有的內(nèi)存空間的大小各不相同。內(nèi)存是以字節(jié)為單位的連續(xù)編址空間,每一個字節(jié)單元對應著一個獨一的編號,這個編號被稱為內(nèi)存單元的地址。比如:int 類型占 4 個字節(jié),char 類型占 1 個字節(jié)等。系統(tǒng)在內(nèi)存中,為變量分配存儲空間的首個字節(jié)單元的地址,稱之為該變量的地址。地址用來標識每一個存儲單元,方便用戶對存儲單元中的數(shù)據(jù)進行正確的訪問。在高級語言中地址形象地稱為指針。
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總結(jié):指針就是地址,口語中說的指針通常指的是指針變量。
編號 - 地址 - 指針
指針變量
我們可以通過&(取地址操作符)取出變量的內(nèi)存其實地址,把地址可以存放到一個變量中,這個 變量就是指針變量
#includeint main()
{
int a = 10;//在內(nèi)存中開辟一塊空間
int *p = &a;//這里我們對變量a,取出它的地址,可以使用&操作符。
//a變量占用4個字節(jié)的空間,這里是將a的4個字節(jié)的第一個字節(jié)的地址存放在p變量
? ? //中,p就是一個之指針變量。
return 0;
}
指針變量,用來存放地址的變量。(存放在指針中的值都被當成地址處理)。
那這里的問題是:
一個小的單元到底是多大?(1個字節(jié))
如何編址?
經(jīng)過仔細的計算和權(quán)衡我們發(fā)現(xiàn)一個字節(jié)給一個對應的地址是比較合適的。 對于32位的機器,假設(shè)有32根地址線,那么假設(shè)每根地址線在尋址的時候產(chǎn)生高電平(高電壓)和低電 平(低電壓)就是(1或者0); 那么32根地址線產(chǎn)生的地址就會是:
這里就有2的32次方個地址。 每個地址標識一個字節(jié),那我們就可以給 (2^32Byte == 2^32/1024KB == 2^32/1024/1024MB==2^32/1024/1024/1024GB == 4GB) 4G的空閑進行編址。 同樣的方法,那64位機器,如果給64根地址線,那能編址多大空間,自己計算。
這里我們就明白:
在32位的機器上,地址是32個0或者1組成二進制序列,那地址就得用4個字節(jié)的空間來存儲,所以 一個指針變量的大小就應該是4個字節(jié)。
那如果在64位機器上,如果有64個地址線,那一個指針變量的大小是8個字節(jié),才能存放一個地 址。
總結(jié):
指針是用來存放地址的,地址是唯一標示一塊地址空間的。
指針的大小在32位平臺是4個字節(jié),在64位平臺是8個字節(jié)。
這里我們在討論一下:指針的類型 我們都知道,變量有不同的類型,整形,浮點型等。那指針有沒有類型呢? 準確的說:有的。
int num = 10;
p = #
要將&num(num的地址)保存到p中,我們知道p就是一個指針變量,那它的類型是怎樣的呢? 我們給指針變量相應的類型。
char *pc = NULL;
int *pi = NULL;
short *ps = NULL;
long *pl = NULL;
float *pf = NULL;
double *pd = NULL;
這里可以看到,指針的定義方式是: type + * 。
其實:
char* 類型的指針是為了存放 char 類型變量的地址。 short* 類型的指針是為了存放 short 類型變量的地址。 int* 類型的指針是為了存放 int 類型變量的地址。
那指針類型的意義是什么?
2.1 指針+-整數(shù)int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int *p = arr;
char *pc = arr;
printf("%p\n", p);
printf("%p\n", p + 1);
printf("%p\n", pc);
printf("%p\n", pc + 1);
return 0;
}
指針類型決定了指針走一步走多遠(步長)
整形指針+1步長是4,字符指針+1步長是1,double類型+1步長是8
2.2 指針的解引用#includeint main()
{
int n = 0x11223344;
char *pc = (char *)&n;
int *pi = &n;
*pc = 0; //重點在調(diào)試的過程中觀察內(nèi)存的變化。
*pi = 0; //重點在調(diào)試的過程中觀察內(nèi)存的變化。
return 0;
}
總結(jié):指針的類型決定了,對指針解引用的時候有多大的權(quán)限(能操作幾個字節(jié))。
比如: char* 的指針解引用就只能訪問一個字節(jié),而 int* 的指針的解引用就能訪問四個字節(jié)。
f10調(diào)試觀察內(nèi)存變化
int:
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int* p = arr;
int i = 0;
for (i = 0; i< 10; i++)
{
*(p + i) = 1; //p + i 其實是下標為i的地址
}
return 0;
}
p + i 是下標為i的地址,整形指針加1跳過一個整形(4個字節(jié))
char
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
char* p = arr;
int i = 0;
for (i = 0; i< 10; i++)
{
*(p + i) = 1; //p + i 其實是下標為i的地址
}
return 0;
}
char類型指針加1跳過一個字節(jié)
指針類型是有意義的,用什么類型訪問取決于想要的功能。
p + 1跳過幾個字節(jié)只取決于指針類型,跟指向誰沒關(guān)系。
3. 野指針概念: 野指針就是指針指向的位置是不可知的(隨機的、不正確的、沒有明確限制的)3.1 野指針成因 1. 指針未初始化
#includeint main()
{
int *p;//局部變量指針未初始化,默認為隨機值
*p = 20;
return 0;
}
這里的p就是一個野指針,p是一個局部的指針變量,局部變量不初始化的話,默認是隨機值
非法訪問內(nèi)存
2. 指針越界訪問#includeint main()
{
int arr[10] = {0};
int *p = arr;
int i = 0;
for(i=0; i<=11; i++)
{
//當指針指向的范圍超出數(shù)組arr的范圍時,p就是野指針
*(p++) = i;
}
return 0;
}
3. 指針指向的空間釋放int* test()
{
int a = 10;
return &a;
}
int main()
{
int* p = test();
*p = 20;
return 0;
}
a是局部變量,要把20放入*p時 地址已經(jīng)被返回給操作系統(tǒng),指向的空間被釋放也會導致野指針。
3.2如何規(guī)避野指針1. 指針初始化 2. 小心指針越界 3. 指針指向空間釋放及時置NULL 4. 避免返回局部變量的地址 5. 指針使用之前檢查有效性
#includeint main()
{
int *p = NULL;
//....
int a = 10;
p = &a;
if(p != NULL)
{
*p = 20;
}
return 0;
}
4. 指針運算指針+- 整數(shù)
指針-指針
指針的關(guān)系運算
#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float *vp;
//指針+-整數(shù);指針的關(guān)系運算
for (vp = &values[0]; vp< &values[N_VALUES];)
{
*vp++ = 0;
}
指針由低到高
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = arr;
int* pend = arr + 9;
while (p<= pend)
{
printf("%d\n", *p);
p++;
}
return 0;
}
4.2 指針-指針int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//char c[5];
指針和指針相減的前提:
兩個指針指向同一塊空間
//printf("%d\n", &arr[9] - &c[0]);//err
printf("%d\n", &arr[9] - &arr[0]); //- 9
//指針減去指針得到的兩個指針之間的元素個數(shù)
return 0;
}
4.3 指針的關(guān)系運算for(vp = &values[N_VALUES]; vp >&values[0];)
{
*--vp = 0;
}
代碼簡化, 這將代碼修改如下:
for(vp = &values[N_VALUES-1]; vp >= &values[0];vp--)
{
*vp = 0;
}
實際在絕大部分的編譯器上是可以順利完成任務的,然而我們還是應該避免這樣寫,因為標準并不保證 它可行。 標準規(guī)定: 允許指向數(shù)組元素的指針與指向數(shù)組最后一個元素后面的那個內(nèi)存位置的指針比較,但是不允許與 指向第一個元素之前的那個內(nèi)存位置的指針進行比較。
5. 指針和數(shù)組int main()
{
int arr[10] = { 0 };
//數(shù)組名是數(shù)組首元素的地址
printf("%p\n", arr);
printf("%p\n", &arr[0]);
return 0;
}
運行結(jié)果:
可以得出:數(shù)組名和數(shù)組首元素地址相同
數(shù)組名表示的是數(shù)組首元素的地址。
那么這樣寫代碼是可行的:
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
int *p = arr;//p存放的是數(shù)組首元素的地址
既然可以把數(shù)組名當成地址存放到一個指針中,我們使用指針來訪問一個就成為可能。
#includeint main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
int* p = arr; //指針存放數(shù)組首元素的地址
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int i = 0;
for (i = 0; i< sz; i++)
{
printf("&arr[%d] = %p<====>p+%d = %p\n", i, &arr[i], i, p + i);
}
return 0;
}
運行結(jié)果:
所以 p+i 其實計算的是數(shù)組 arr 下標為i的地址。 那就可以直接通過指針來訪問數(shù)組。
如下:
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int* p = arr;
int i = 0;
for (i = 0; i< 10; i++)
{
//printf("%p<==>%p\n", &arr[i], p + i);
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i< 10; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
}
運行結(jié)果:
指針指向的不同寫法
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = arr; //數(shù)組名
printf("%d\n", arr[2]);
printf("%d\n", p[2]); //p[2] -->*(p + 2)
// [] 是一個操作符 2和arr是兩個操作數(shù)
//a + b
//b + a
printf("%d\n", 2[arr]);
printf("%d\n", *(2 + arr));
//arr[2] -->*(arr + 2) -->*(2 + arr) -->2[arr]
//arr[2]<==>*(arr + 2)<==>*(p + 2)<==>*(2 + p)<==>*(2 + arr) == 2[arr]
//2[arr]<==>*(2 + arr)
return 0;
}
6. 二級指針指針變量也是變量,是變量就有地址,那指針變量的地址存放在哪里? 這就是 二級指針 。
對于二級指針的運算有: *ppa 通過對ppa中的地址進行解引用,這樣找到的是 pa , *ppa 其實訪問的就是 pa .
int b = 20;
*ppa = &b;//等價于 pa = &b;
**ppa 先通過 *ppa 找到 pa ,然后對 pa 進行解引用操作: *pa ,那找到的是 a .
**ppa = 30;
//等價于*pa = 30;
//等價于a = 30;
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a; //pa是指針變量,一級指針
int* *ppa = &pa; //pa也是個變量,&pa取出pa在內(nèi)存中起始地址
//ppa就是一個二級指針變量
int** *pppa = &ppa;
return 0;
}
7. 指針數(shù)組int main()
{
int arr[10];//整形數(shù)組 - 存放整形的數(shù)組就是整形數(shù)組
char ch[5];//字符數(shù)組 - 存放的是字符
//指針數(shù)組 - 存放指針的數(shù)組
int* parr[5];//整形指針的數(shù)組
char* pch[5];
return 0;
}
指針數(shù)組是數(shù)組。是存放指針的數(shù)組。
已知整形數(shù)組,字符數(shù)組。
指針數(shù)組:
int* arr3[5];//是什么?
arr3是一個數(shù)組,有五個元素,每個元素是一個整形指針。
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