C语言的指针

1.取地址运算

• scanf("%d",&i);里的&
• 获得变量的地址，它的操作数必须是变量
  • int i; printf("%x",&i);

注意：

• 获取地址时，用%p来获取
  • int i; printf("%p",&i);
• 地址的大小是否与int相同取决于编译器

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a[10];
	printf("%p\n",&a);	
	printf("%p\n",a);
	printf("%p\n",&a[0]);
	printf("%p\n",&a[1]);		
	return 0;
}
000000000062FDF0
000000000062FDF0
000000000062FDF0
000000000062FDF4

1.1 &不能取的地址

&不能对没有的东西取地址

比如：

• &(a+b)
• &(a++)
• &(++a)

2.指针

定义：就是保存地址的变量

int i;
int* p=&i;//这个p指向的是个int，把i的地址交给了这个p，这个*p只会有别的变量的地址
int* p,q;//q只是个普通的b	
int *p,q; 

• 变量的值是内存的地址
• 普通变量的值是实际的值
• 指针变量的值是具有实际值的变量的地址

2.1 作为参数的指针

#include <stdio.h> 
void f(int *p);
void g(int k);
int main()
{
	int i = 6;
	printf("&i=%p\n",&i);
	f(&i);
	g(i); 
	return 0;
} 

void f(int *p)
{
	printf("p=%p\n",p);
}

void g(int k)
{
	printf("k=%d\n",k);//得到的只是i的值 
}

• void f(int *p);

• 在被调用的时候得到了某个变量的地址；

• int i=0; f(&i);

• 在函数里面可以通过这个指针访问外面的这个i

2.2 访问那个地址上的变量*

是一个单目运算符，用来访问指针的值所表示的地址上的变量*

可以做右值也可以做左值

• int k= *p;
• *p = k+1;

#include <stdio.h> 
void f(int *p);
void g(int k);
int main()
{
	int i = 6;
	f(&i);
	g(i); 
	return 0;
} 

void f(int *p)
{
	printf("p=%p\n",p);
	printf("*p=%d\n",*p); 
	*p = 26;//可以通过这种方式访问外面的变量，可以修改，访问 
}

void g(int k)
{
	printf("k=%d\n",k);//得到的只是i的值 
}

2.3 左值之所以叫左值

是因为出现在赋值好左边的不是变量，而是值，是表达式计算的结果(运算的结果)：

• a[0]=2;
• *p=3
• 是特殊的值，所以叫做左值

2.4 指针的运算符&*

• 互相反作用
  • *&yptr -> *(&yptr) -> *(yptr的地址) -> 得到那个地址上的变量 -> yptr
  • &*yptr -> &( *yptr) -> &(y) -> 得到y的地址，也就是yptr -> yptr

---

3.指针的使用

3.1 指针的应用场景一

• 交换两个变量的值(函数)

  #include <stdio.h>
  void swap(int *pa,int *pb);
  int main()
  {
  	int a=5;
  	int b=6; 
  	printf("a=%d,b=%d \n",a,b);
  	swap(&a,&b);
  	printf("a=%d,b=%d",a,b);
  	return 0;
   } 
   
  void swap(int *pa,int *pb)
  {
   	int t=*pa;
   	*pa=*pb;
   	*pb=t;
   }
  //a=5,b=6
  //a=6,b=5
  

3.2 指针的应用场景二

• 函数返回多个值，某些值就只能通过指针返回
  • 传入的参数实际上是是需要保存带回的结果的变量

#include <stdio.h> 
void minmax(int a[],int len,int *min,int *max);

int main(void)
{
	int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int min,max;
	minmax(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]),&min,&max);
	printf("min=%d,max=%d \n",min,max);
	return 0;
}

void minmax(int a[],int len,int *min,int *max)
{
	int i;
	*min =*max =a[0];
	for(i=1;i<len;i++){
		if(*min>a[i]){
			*min=a[i];
		}
		if(*max<a[i]){
			*max=a[i];
		}
	}
}

应用场景二b（运算出错）

• 函数返回运算的状态，结果通过指针返回

• 常用的套路是让函数返回特殊的不属于有效范围内的值来表示出错

  • -1或0(在文件操作会看到大量的例子)

• 但是当任何数值都是有效的可能结果时，就得分开返回

  #include <stdio.h>
  
  /*如果除法成功，返回1；否者返回0 */
   
  int divide(int a,int b,int *result);
  
  int main()
  {
  	int a=5;
  	int b=2;
  	int c;//c是a/b的结果 
  	if( divide(a,b,&c)){
  		printf("%d/%d=%d",a,b,c); 
  	} 
  	return 0;
  } 
  
  int divide(int a,int b,int *result)
  {
  	int ret =1;
  	if( b==0)ret=0;//除数不能是0 
  	else{
  		*result=a/b;
  	}
  	
  	return ret;
  	
  }
  

4.指针最常见的错误

• 定义了指针变量，还没有指向任何变量，就开始使用

5.传入函数的数组成了什么？

函数参数表中的数组实际上是指针

• sizeof(a) == sizeof(int*)
• 但是可以用数组的运算符[]进行运算

#include <stdio.h> 

void minmax(int *a,int len,int *max,int *min);

int main(void)
{
	int a[] ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int min,max;
	printf("minmax sizeof(a)=%lu\n",sizeof(a));
	printf("main a=%p\n",a);
	minmax(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]),&min,&max); 
	printf("a[0]=%d\n",a[0]);
	printf("min=%d,max=%d\n",min,max);

	return 0;
}

void minmax(int *a,int len,int *max,int *min)
{
	int i;
	printf("minmax sizeof(a)=%lu\n",sizeof(a));//接收到的是首地址 
	printf("main a=%p\n",a);
	a[0]=1000; 
	for ( i=1;i<len;i++){
		if( a[i]< *min){
			*min = a[i];
		}
		if( a[i]> *max){
			*max = a[i];
		}
	}
}
minmax sizeof(a)=40
main a=000000000062FDF0
minmax sizeof(a)=8
main a=000000000062FDF0
a[0]=1000
min=10,max=0

5.1 数组的变量是特殊的指针

• 数组变量本身表达地址，所以不需要加

  • int a[10];int *p=a;//无需用&取地址
  • 但是数组的单元表达的是变量，需要用&去地址
  • a == &a[0]

• []运算符可以对数组做，也可以对指针做：

  • p[0] <==> a[0]

• *运算符可以对指针做，（取出所指变量例的值），也可以对数组做

  • *a =25;

• 数组变量是const的指针，所以不能被赋值

  • int a[] <==> int * const a=...

6.指针与const

6.1 如果q是const

• 表示q的值(即i的地址)不能被改变，就是说不能再指向别人了
  • int *const q =&i; //q是const
  • *q=26;//ok
  • q++;//ERROR

6.2 如果是const int

• 表示
  • const int *p =&i;
  • p = 26;//ERROR! ( *P)是const
  • i = 26；
  • p =&j；

在前面就代表int不能被修改，在后面表示指针不能被修改。

6.3 转换

• 总是可以把一个非const的值转换成const

  void f(const int* x);
  int a=15;
  f(&a);//ok
  const int b=1;
  
  f(&b);//ok
  b = a+1;//Error!
  

• 当要传递的参数的类型比地址大的时候，这是常用的手段：既能用比较少的字节数传递值给参数，又能避免函数对外面的变量的修改

6.4 const数组

• const int a[]={1,2,3,4,5,6};
• 数组变量已经全是const的指针了，这里的const表明数组的每个单元都是const
• 所以必须通过初始化进行赋值

保护数组值

• 因为把数组传入函数时传递的是地址，所以那个函数内部可以修改数组的值
• 为了保护数组不被函数破坏
  • int sum(const int a[],int length);

7.指针运算

这些算术运算可以对指针做：

• 给指针加、减一个整数（+，+=，-，-=）
• 递增递减（++/--）
• 两个指针相减，可以得到两个地址差了几个单元（地址相减/sizeof（数据类型））

7.1 *p++

• 取出p所指的那个数据来，完事以后顺便把p移到下个位置去
• *的优先级虽然高，但是没有++搞
• 常用于数据类的连续空间操作
• 在某些CPU上，这可以直接被翻译成一条汇编指令

7.2 指针比较

• <,<=，==，>,>=,!= 都可以对指针做
• 比较它们在内存中的地址
• 数组中的单元的地址肯定是线性递增

7.3 0地址

• 当然你的内存中有0地址，但是0地址通常是个不能随便碰的地址

• 所以你的指针不应该具有0值

• 因此可以用0地址来表示特殊的事情

  • 返回的指针是无效的
  • 指针没有被真正初始化（先初始化为0）

• NULL是一个预定定义的符号

  • 有的编译器不愿意你来用0来表示0的地址

8. 指针的类型

1. 无论指向什么类型， 所有的指针的大小都是一样的，因为都是地址
2. 但是指向不同类型的指针是不能直接互相赋值的
3. 这是为了避免用错指针

9. 指针的类型转换

• void*表示不知道指向什么东西的指针
  • 计算时与char*相同（但不通）
• 指针也可以转换类型
  • int *p = &i; void *q =(void *) p;
• 这并没有改变p所指的变量的类型，而是让后人用不同眼光通过p看它所指的变量
• 我不再当你是int啦，我认为你就是个void！

10. 总结

1. 需要传入较大的数据时用作参数
2. 传入数组后对数组做操作
3. 函数返回不止一个结果
4. 需要用函数来修改不止一个变量
5. 动态申请内存时