C指针典例
2015-03-10 李海沿
一、指针的算术运算
例一、
1、 char a[20];
2、 int *ptr=a;
3、 ptr++;
在上例中，指针ptr的类型是int*,它指向的类型是int，它被初始化为指向整形变量a。接下来的第3句中，指针ptr被加了1，编译器是这样处理的：它把指针ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程序中，是被加上了4。由于地址是用字节做单位的，故ptr所指向的地址由原来的变量a的地址向高地址方向增加了4个字节。由于char类型的长度是一个字节，所以，原来ptr是指向数组a的第0号单元开始的四个字节，此时指向了数组a中从第4号单元开始的四个字节。
例二、
1、 char a[20];
2、 int *ptr=a;
3、 ptr+=5;
在这个例子中，ptr被加上了5，编译器是这样处理的：将指针ptr的值加上5乘sizeof(int)，在32位程序中就是加上了5乘4=20。由于地址的单位是字节，故现在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址来说，向高地址方向移动了20个字节。
在这个例子中，没加5前的ptr指向数组a的第0号单元开始的四个字节，加5后，ptr已经指向了数组a的合法范围之外了。
虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。这也体现出了指针的灵活性。
如果上例中，ptr是被减去5，那么处理过程大同小异，只不过ptr的值是被减去5乘sizeof(int)，新的ptr指向的地址将比原来的ptr所指向的地址向低地址方向移动了20个字节。
总结一下，一个指针ptrold加上一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值增加了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。
就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向高地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。
一个指针ptrold减去一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值减少了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节，就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向低地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。
二、指针表达式
例一、
int array[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
value=array[0];//也可写成：value=*array;
value=array[3];//也可写成：value=*(array+3);
value=array[4];//也可写成：value=*(array+4);
上例中，一般而言数组名array代表数组本身，类型是int [10]，但如果把array看做指针的话，它指向数组的第0个单元，类型
是int *，所指向的类型是数组单元的类型即int。因此*array等于0就一点也不奇怪了。同理，array+3是一个指向数组第3个
单元的指针，所以*(array+3)等于3。其它依此类推。
例二、
char *str[3]={
"Hello,this is a sample!",
"Hi,good morning.",
"Hello world"
};
char s[80]；
strcpy(s,str[0]);//也可写成strcpy(s,*str);
strcpy(s,str[1]);//也可写成strcpy(s,*(str+1));
strcpy(s,str[2]);//也可写成strcpy(s,*(str+2));
上例中，str是一个三单元的数组，该数组的每个单元都是一个指针，这些指针各指向一个字符串。把指针数组名str当作一个指针的话，它指向数组的第0号单元，它的类型是char**，它指向的类型是char *。
*str也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是char，它指向的地址是字符串"Hello,this is a sample!"的第一个字
符的地址，即'H'的地址。 str+1也是一个指针，它指向数组的第1号单元，它的类型是char**，它指向的类型是char *。
*(str+1)也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是char，它指向"Hi,good morning."的第一个字符'H'，等等。
三、指针与结构类型
例一：
struct MyStruct{
int a;
int b;
int c;
}
MyStruct ss={20,30,40};//声明了结构对象ss，并把ss的三个成员初始化为20，30和40。
MyStruct *ptr=&ss;//声明了一个指向结构对象ss的指针。它的类型是
MyStruct*,它指向的类型是MyStruct。
int *pstr=(int*)&ss;//声明了一个指向结构对象ss的指针。但是它的类型和它指向的类型和ptr是不同的。
请问怎样通过指针ptr来访问ss的三个成员变量？
答案：
ptr->a;
ptr->b;
ptr->c;
又请问怎样通过指针pstr来访问ss的三个成员变量？
答案：
*pstr；//访问了ss的成员a。
*(pstr+1);//访问了ss的成员b。
*(pstr+2)//访问了ss的成员c。
四、指针与函数的关系
可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。
int fun1(char*,int);
int (*pfun1)(char*,int);
pfun1=fun1;
int a=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。
可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中，可以用指针表达式来作为实参。
五、指针类型转换
如果有一个指针p，我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP*和TYPE，那么语法格式是：
(TYPE*)p；
这样强制类型转换的结果是一个新指针，该新指针的类型是TYPE*，它指向的类型是TYPE，它指向的地址就是原指针指向的地址。而原来的指针p的一切属性都没有被修改。一个函数如果使用了指针作为形参，那么在函数调用语句的实参和形参的结合过程中，也会发生指针类型的转换。
int a=123,b;
int *ptr=&a; //此时ptr指针的内容是a的地址，此处有点绕
char *str;
b=(int)ptr; //把指针ptr的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b; //把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。
好了，现在我们已经知道了，可以把指针的值当作一个整数取出来，也可以把一个整数值当作地址赋给一个指针。
六、指针的安全问题
例一、
char s='a';
int *ptr;
ptr=(int*)&s;
//ptr指向的是S的地址，将原先的1个字节（有效地址）拓展为4个字节（其他三个字节为非法地址）
*ptr=1298；
//1298将s指向的地址的后面三个非法地址给重新赋值，超出了允许的地址，重则引起系统奔溃
指针ptr是一个int*类型的指针，它指向的类型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程序中，s占一个字节，int类型占四个字节。最后一条语句不但改变了s所占的一个字节，还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的？只有编译程序知道，而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储了非常重要的数据，也许这三个字节里正好是程序的一条代码，而由于你对指针的马虎应用，这三个字节的值被改变了！这会造成崩溃性的错误。
例二、
1、 char a;
2、 int *ptr=&a; //ptr指向a的地址，有效地址长度为1个字节
3、 ptr++; //此处指针自加后，指向a的地址的下一个字节，为非法地址
4、 *ptr=115; //此处对非法地址进行了非法操作
该例子完全可以通过编译，并能执行。但是看到没有？第3句对指针ptr进行自加1运算后，ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向的一块存储区。这块存储区里是什么？我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据，甚至可能是一条代码。而第4句竟然往往这片存储区里写入一个数据！这是严重的错误。所以在使用指针时，程序员心里必须非常清楚：我的指针究竟指向了哪里。
在用指针访问数组的时候，也要注意不要超出数组的低端和高端界限，否则也会造成类似的错误。
注意：
在指针的强制类型转换：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2的类型)大于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是安全的。如果sizeof(ptr2的类型)小于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是不安全的
看看以下代码，想想运行结果：
#include <stdio.h> int *p; pp(int a,int *b); main() { int a=1,b=2,c=3; p=&b; printf("(1) %d %d %d ",a,b,*p); pp(a+c,&b); printf("(3) %d %d %d ",a,b,*p); } pp(int a,int *b) { int c=4; *p=*b+c; a=*p-c; printf("(2) %d %d %d ",a,*b,*p); }
