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)。