学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针,可以简化一些 C 编程任务的执行,还有一些任务,如动态内存分配,没有指针是无法执行的。所以,想要成为一名优秀的 C 程序员,学习指针是很有必要的。
正如您所知道的,每一个变量都有一个内存位置,每一个内存位置都定义了可使用连字号(&)运算符访问的地址,它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例,它将输出定义的变量地址:
#include <stdio.h> int main () { int var1; char var2[10]; printf("var1 变量的地址: %p ", &var1 ); printf("var2 变量的地址: %p ", &var2 ); return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
var1 变量的地址: 0x7ffe611ffccc var2 变量的地址: 0x7ffe611ffcba
通过上面的实例,我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。
什么是指针?
指针是一个变量,其值为另一个变量的地址,即,内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样,您必须在使用指针存储其他变量地址之前,对其进行声明。指针变量声明的一般形式为:
type *var-name;
在这里,type 是指针的基类型,它必须是一个有效的 C 数据类型,var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是,在这个语句中,星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明:
int *ip; /* 一个整型的指针 */ double *dp; /* 一个 double 型的指针 */ float *fp; /* 一个浮点型的指针 */ char *ch; /* 一个字符型的指针 */
所有实际数据类型,不管是整型、浮点型、字符型,还是其他的数据类型,对应指针的值的类型都是一样的,都是一个代表内存地址的长的十六进制数。
不同数据类型的指针之间唯一的不同是,指针所指向的变量或常量的数据类型不同。
如何使用指针?
使用指针时会频繁进行以下几个操作:定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作:
#include <stdio.h> int main () { int var = 20; /* 实际变量的声明 */ int *ip; /* 指针变量的声明 */ ip = &var; /* 在指针变量中存储 var 的地址 */ printf("Address of var variable: %p ", &var ); /* 在指针变量中存储的地址 */ printf("Address stored in ip variable: %p ", ip ); /* 使用指针访问值 */ printf("Value of *ip variable: %d ", *ip ); return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Address of var variable: 0x7ffcc08e2064 Address stored in ip variable: 0x7ffcc08e2064 Value of *ip variable: 20
C 中的 NULL 指针
在变量声明的时候,如果没有确切的地址可以赋值,为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。
NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序:
#include <stdio.h> int main () { int *ptr = NULL; printf("ptr 的地址是 %p ", ptr ); return 0; }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
ptr 的地址是 0x0
在大多数的操作系统上,程序不允许访问地址为 0 的内存,因为该内存是操作系统保留的。然而,内存地址 0 有特别重要的意义,它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例,如果指针包含空值(零值),则假定它不指向任何东西。
如需检查一个空指针,您可以使用 if 语句,如下所示:
if(ptr) /* 如果 p 非空,则完成 */ if(!ptr) /* 如果 p 为空,则完成 */