C开发系列-指针

指针

通过一段简单的程序，引入指针的概念

#include <iostream>
using namespace std;

// changeValue函数的定义
void changeValue(int n)
{
    n = 10;
}

// 程序入口main
int main(int argc, char *argv[])
{
    int num = 1;

    changeValue(num);

    cout << num << endl; // 这里输出num = 1

    return 0;
}

程序执行第一行：定义了一个int类型的变量num，由于变量num是int类型，在内存中给变量num分配4个字节的存储空间。
程序执行第二行：调用函数changeValue，此时该函数被加载进内存，函数changeValue压栈，形参声明了int类型的变量n，内存会给变量n分配4个字节的存储空间。调用changeValue传入是num变量，等价于将num存储空间的值赋值给了变量n。
程序执行changeValue函数体：将变量n存储空间赋值了10。

此时的内存图如下：

程序执行输出num等价于以十进制打印内存中的变量num的存储空间的value。所以数据的结果是1。

如果想在changeValue内部修改num的值，这时候指针上场了。

指针是什么？

指针也是一种数据类型，指针变量就是保存指向变量内存的地址。通过指针可以修改所指向存储空间的值。

定义一个指针类型变量，修改指向存储空间的值。

要指向变量的类型 *指针变量名;
int *p; // 定义了一个指针变量p 将来指针变量p只能保存int类型变量的内存地址。
int num = 2;
p = # // 将int类型变量的num地址赋值给指针变量p
*p = 10; // *p访问保存地址对应的内存空间，也可以说访问指针变量p所指向的存储空间

了解了指针的本质之后对上面的程序进行修改

#include <iostream>
using namespace std;

void changeValue(int *n)
{
    *n = 10;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int num = 1;

    changeValue(&num);

    cout << num << endl; // 这里输出num = 10

    return 0;
}

此时的changeValue函数形参是一个指向int类型指针变量。可见如果想调用changeValue需要传入int类型的变量的地址值。形参指针变量保存的是变量num的地址值，通过*n可以访问所指向变量num的存储空间的value。

多级指针

开发中最多可能遇到的就是二级指针。根据上面介绍的指针本质我们可以推导出多级指针的使用

int num = 10;
int *p;
p = # 
*p = 10

int* *pp；// 定义一个int *类型的指针变量pp，pp将来存储的是int *类型变量的地址
pp = &p;  // 将int *变量p的地址赋值给变量pp
**pp = 20;  // **pp等价于*(*pp) ，*pp访问的是所指向变量p的存储空间也就是变量num的内存地址。其实*pp等价于p，所以**pp等于*p, 最终访问的也是变量num的存储空间。

int** *ppp;
ppp = &pp;
***ppp = 50;

多级指针的技巧：
通过上图多级指针可以根据有多少个箭头层级就通过多个*来访问最终指向的存储空间。

二级指针使用场景

我们清楚通过指针我们修改说指向存储空间的数据。如果想在函数内部修改指针(修改指针的地址值)就需要函数的形参是指针的指针了。

通过下面的代码，分析函数形参传递指针与指针的指针的区别

#include <iostream>
using namespace std;

void changePointer(int *p)
{
    *p = 10;
}

void changePointer(int **pp)
{
    // 通过*pp等价于p 
    *pp = (int *)malloc(100);
}

int main()
{
    int *buf = NULL;
    
    // 通过传递一级指针 在函数内部修改指针指向的空间数据
    changePointer(buf);
    
    // 通过指针的指针 在函数内部修改指针(修改指针保存的指向内存地址)
    changePointer(&buf);

    return 0;
}

上面的内存 可以通过下图来体现

补充：对于上面的指向指针p的指针pp，int **pp = &p， *pp就等于p。 如果一个指针变量为NULL，控制台输出的地址为0x0。