C语言指针详解-上

前言

指针是C语言中一个绕不开的点，也是解题必备的工具，本文将围绕指针这几点进行详解：

• 指针的基本概念
• 指针类型
• 指针运算
• 指针的用途
• 指针的安全隐患和解决方法
• 常用工具

1.指针的基本概念

1.1指针是什么

在C语言中，任何变量的创建都需要在内存中申请空间，而这些空间都有特定的编号，即地址，也称作指针。

地址也是一串数字，用于存放地址的变量就是指针变量，我们平常说的指针就是这个指针变量。

1.2指针的声明与初始化

• 在C语言中，声明指针主要分两步：

• 使用解引用符（*）表明声明的变量是个指针
• 指定一个指针指向的数据类型

如：

int* p1,p2;

*表明p1是个变量，int表明p1可以存储指向整型变量的地址
对于p2，*和它没有关系，所以p2是个整型变量

• 而在声明指针时，给指针一个具体的地址或NULL就是初始化

如：

int x = 10; 
int *p = &x; 

这里创建了变量x，并使用取地址符（&）将x的地址存入p

1.3取地址符&和解引用符*

& 运算符用于获取变量的地址

在之前的学习中，我们应该多次使用了&:

int x;
scanf("%d", &x);

是的，当使用scanf函数读取变量，我们其实传递了变量的地址，这样scanf函数才能正确地将读取到的数据存储到那个变量中。

* 运算符用于访问指针指向的值

如：

int x = 10; 
int *p = &x; 
printf("%d",*p);

p是一个指向x的指针，那么*p就是x的值
我们也可理解为*获取了p中存放的地址，并通过这个地址找到了变量x

2.指针的类型

指针的类型大多取决它所指向的数据类型：

常见数据类型的指针

int *p1;
double *p2;
char *p3;

p1指向整型
p2指向双精度浮点型
p3指向字符

指针与数组、字符串

数组名大多情况下是指向数组首元素的指针:

int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
for(int i=0;i<10;i++)printf("%d ",*(arr+i));
int* pa=arr;
for(int i=0;i<10;i++)printf("%d ",*(pa+i));

字符串实际上是一个字符数组，后面跟着一个空字符’\0’作为结束标志
因此，字符串的名字也是第一个字符的地址:

char ch[] = "Hello World!\n";
printf(ch);
char *pc = ch;
printf(pc);

数组指针

数组指针是指向一个具有固定数量元素的数组的指针。
因为只有元素数量固定，数组类型才能被确定：

int arr[10];     arr是个数组，元素个数10，元素类型为整型
int (*p1)[10];    p1是个指针，指向数组元素个数10，元素类型为整型
int (*p2)[10] = &arr;这是数组指针的初始化
p1 = &arr;这是数组指针的赋值

注：&数组名取出的是整个数组的地址

	arr/&arr[0]	&arr
	数组首元素的地址	整个数组的地址
类型	int*	int(*)[10]

结构体指针

声明和初始化的过程大同小异：

struct Stu
{int a;char c[20];
};
struct Stu S1;
struct Stu* p1;  声明
struct Stu* p2 = &S1;   初始化

需注意，当通过指针访问结构体成员时，可使用箭头运算符 ->，也可使用解引用符*：

struct Stu S2={1,"Hello world!"};
p1 = &S2;
printf("%d\n",(*(p1)).a);
printf("%s\n",p1->c);

函数指针

函数名与&函数名都是其地址，存放函数地址的变量就是函数指针：

int Add(int a,int b){return a + b;}
int (*p1)(int,int);   声明
int (*p2)(int,int) = &Add;初始化
int (*p3)(int,int) = Add; p2与p3相同

可以看见，函数指针声明也分两步：

• 使用解引用符（*）表明声明的变量是个指针
• 指定一个指针指向的函数类型

函数类型就是：返回类型（参数类型1，参数类型2…）
如int(int,int)
其函数指针类型就是int(*)(int,int)

二级指针

指针变量也是一种变量，创建时会在内存开辟空间，而存储指针变量的地址的变量就是二级指针

int *p1;
int* *p2 = &p1;

其中,*p2的*表明p2是个指针，int*表明p2指向指针变量，= &p1将p1的地址存入p2

void指针

即以void声明的指针，无具体类型，可根据需要强制类型转换成所需的类型。
需注意，不强转就不能解引用：

	int a = 0;void* p = &a;*p = 10;

但是可以直接使用其存储的地址，但可能有警告：

	char c[20] = "Hello World!";void* p = c;printf("%s\n", p);

3.指针运算

前面我讲了指针的类型，而指针的类型在指针运算中起了关键作用

指针运算主要包括：

• 指针的解引用
• 指针 + 整数、指针 - 整数
• 指针和指针的比较
• 指针-指针

3.1指针的解引用

指针类型决定了其在解引用时访问几个字节，以及访问的方式：

	int n1 = 0x66666666;int n2 = 0x66666666;int n3 = 0x66666666;int* p1 = &n1;*p1 = 0;char* p2 = (char*) & n2;*p2 = 0;float* p3 = (float*) & n3;*p3 = 0;printf("int:%x\nchar:%x\nfloat:%x\n", n1,n2,n3);

3.2指针 + 整数、指针 - 整数

指针加整数n，其储存的地址加（n* 所指类型的大小），单位字节
可简单验证：

	char ch;int a;int arr[4] = { 0 };char* pc = &ch;int* pa = &a;int(*parr)[4] = &arr;printf("pc=%p\npa=%p\nparr=%p\n", pc, pa, parr);printf("pc=%p\npa=%p\nparr=%p\n", pc+1, pa+1, parr-1);

3.3指针和指针的比较

在两个指针指向同一块空间的不同位置，我们可以进行指针间的比较：

int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int*p1=arr;
int*p2=&arr[9];
while(p1<=p2)
{printf("%d ",*p1);p1++;
}

3.3指针-指针

相同类型指针可相减，得到相距的元素个数
下面代码使用指针-指针得到字符串长度：

	char ch[10] = "Hahaha";char* pc1 = ch;char* pc2 = ch;while (*pc2 != '\0')pc2++;printf("%d\n", pc2 - pc1);

希望本篇文章对你有所帮助！
当然，本人仅仅是个C语言初学者，如有任何意见，欢迎各位提出！

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