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  • 指针续

    什么是指针
    指针是一种数据类型(代表内存地址的整数),使用它定义的变量叫指针变量

    为什么使用指针、什么情况下使用指针
    1、函数之间无法通过传参共享变量。函数的形参变量属于被调用于者,实参属于调用者,函数之间的名字空间相互独立是可以重名的,函数之间的数据传递都是值传递(赋值、内存拷贝)。
    2、使用指针可以优化函数之间传参的效率。
    3、堆内存无法与标识符建立联系,只能配合指针使用。

    如何使用指针
    定义:类型 * 变量名p;
    1、指针变量与普通变量使用方法有很大区别,一般以p结尾,与普通变量区分开。
    2、* 表示此变量是指针变量,一个* 只能定义出一个指针变量,不能连续定义。
    int* p1,p2,p3; (p1是指针,p2,p3是int变量)
    int *p1,*p2,*p3; (三个指针变量)
    3、类型表示的是存储是什么类型变量的地址,它决定当通过地址访问这块内存时访问的字节数。
    4、指针变量的默认值也是不确定,一般初始化为NULL(空指针)。

    赋值:指针变量 = 地址
    1、栈地址赋值:
    int num = 0;
    int * p = NULL;
    p = & num;
    2、堆地址赋值:
    int * p = NULL;
    p = malloc(4);

    解引用(根据地址访问内存):*指针变量名 <=> 变量
    1、根据变量中存储的内存编号去访问内存中的数据,访问多少个字节要根据指针变量的类型。
    2、如果指针变量中存储的地址出错,此时可能发生段错误(这是赋值产生的错误)。

    使用指针要注意的问题
    空指针:
    指针变量的值为NULL(大多数是0,也有特殊情况是1),这种指针变量叫空指针,空指针不能进行解引用(* 指针变量),NULL被操作系统当作复位地址了(存储了系统重启所需要的数据),当操作系统察觉到程序访问NULL位置的数以的时就会向程序发送段错误的信号,程序就会死亡。
    空指针还被当作错误标志,如果一个函数的返回值是指针类型,实际返回的值是NULL,则说明函数执行失败或出错。
    在C语言代码中应该杜绝对空指针进行解引用,当使用来历不明的指针(调用者提供的)前应该先判断是否为NULL。

    #define NULL ((void*)0)
    if(NULL == p)
    {

    }

    野指针:指针变量的值是不确定的或都是无效的,这种指针叫野指针。
    使用野指针不一定会出问题,可能产生的后果如下:
    1、一切正常
    2、段错误
    3、脏数据
    虽然野指针不一定会出错,但野指针比空指针的危险更大,因为野指针是无法判断出来、也无法测试出来,也就意味着一旦产生无法杜绝。
    虽然野指针无法判断也无法测试出来,但是所有的野指针都是人为制造出来的,最好方法就是不生产野指针:
    1、定义指针变量时要初始化。
    2、不返回局部变量的地址。
    3、资源释放后,指向它的指针及时置空。

    指针与数组的关系
    数组名就是个指针(常指针),数组名与数组首地址是映射关系,而指针是指向关系。
    由于数组名就是指针,所以数组名可以使用指针的解引用运算符,而指针也可以使用数组的[]运算符。
    使用数组当函数的参数时,数组会蜕变成指针,长度也就丢失,因此需要额外添加一个参数用来传递数组的长度。

    指针的运算
    指针的本质就是个整数,因此从语法上来说整数能使用的运算符它都能使用。
    不是所有的运算符对指针运算都是有意义的。
    指针+整数 <=> 指针+宽度 * 整数 向右移动
    指针-整数 <=> 指针-宽度 * 整数 向左移动
    指针-指针 <=> 指针-指针/宽度 计算出两个指针之间相隔多少个元素。

    指针与const配合
    const int* p; 保护指针指向的数据,不能通过指针解引用修改内存的值。
    int const *p; 保护指针指向的数据,不能通过指针解引用修改内存的值。
    int * const p; 保护指针变量,指针变量初始化之后不能再显式的赋值。
    const int *const p; 既不能修改指针的值,也不能修改内存的值。
    int const * const p; 既不能修改指针的值,也不能修改内存的值。

    什么是二级指针、什么情况下使用
    指向指针的指针,它是个指针变量,但它存储的是指针变量的地址。

    float * p = NULL;
    定义:float** pp = &p;
    使用:*pp <=> p; **p <=> *p;

    函数指针
    函数就是存储在代码段中的一段数据,当被调用时跳转到那个位置去执行,而函数名就是这段数据的首地址(函数指针),因此函数名就是个指针。
    程序员可以自己定义函数指针来指向函数:
    1、写出函数的声明
    2、为函数名添加小括号
    3、修改函数名,并在函数名前加 *
    定义好函数指针后就可以指向函数了,通过()就可以调用函数,而不用 * 解引用。
    函数指针真正的作是可以把函数当作参数在函数之间进行传递,然后达到一效果:多年前写的代码来调用现在所定的代码,这种模式叫回调。

    数组指针
    专门用来指向数组的指针。

    int arr[10];
    定义:int (*p)[10] = NULL;
    p + 1 => 40;

    更多时候用来指向二维数组,当使用二维数组当函数参数时,应该使用数组指针来当形参。
    C语言中没有真正的二维数组,是用一维数组模拟的。

    指针数组
    由指针变量构成的数组。

    定义:char* arr[5]; // 定义一个长度为5的数组,成员类型是char*
    相当于定义的5个 char* 指针变量,char *p1,*p2,*p3,*p4,*p5;
    使用:arr[0] = "hehe"; printf("%s ",arr[i]); 
    sizeof(arr) => 20个字节

    结构体指针
    结构体指针是指指向结构体类型变量的指针

    typedef struct student
    {
    char name[20];
    char num[20];
    char sex;
    }student;
    student* stu;

    其中stu就是一个结构体指针

    结构体成员指针
    结构体成员指针就是结构体中有个成员是指针

    typedef struct Node
    {
    int data;
    struct Node* next;
    }Node;

    其中next就是一个结构体成员指针

    指针与堆内存
    由于堆内存无法与标识符建立联系,只能配合指针使用
    void * malloc(size_t size);
    功能:从堆内存申请存储空间。
    size:所申请的内存大小,以字节为单位。
    返回值:申请到内存的首地址,如果返回人NULL表示出错。
    注意:所申请到的内存的内容是不确定的,但大部情况下是0;
    类型* p = malloc(sizeof(类型)*数量);

    void free(void * ptr);
    功能:释放从堆中申请到的内存(只是把使用全回收,内容还在,但可能会有一些细微的修改)。
    ptr:要释放的内存的首地址(申请时的大小被malloc记录了下来)。

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