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【C语言】指针初阶，十一带你了解指针-创新互联

在这里插入图片描述拖更了一周，今天终于有时间写博客了。
大家好，我是十一，今天带大家来学习C语言中的指针。

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每日一图：在这里插入图片描述

指针初阶
  • 1.指针是什么
    • 1.1内存单元的编号
  • 2.指针和指针类型
    • 2.1指针+-整数
  • 3.野指针
    • 3.1野指针成因
    • 3.2如何规避野指针
  • 4.指针运算
    • 4.1指针+-整数
    • 4.2指针-指针
  • 5.指针和数组
  • 6.二级指针
  • 7.指针数组
    • 7.1使用一维数组，模拟一个二维数组

1.指针是什么

指针理解的2个要点：

  1. 指针是内存中一个最小单元的编号，也就是地址。
  2. 平时口语中说的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量。
    总结：指针就是地址，口语中说的指针通常指的是指针变量。

在学习指针之前我们需要先了解内存：
内存——电脑上的存储设备。
程序运行的时候会加载到内存中，也会使用内存空间。

在这里插入图片描述

1.1内存单元的编号

内存是如何编号的？
对于32位的机器，假设有32根地址线，那么假设每根地址线在寻址的时候产生高电平（高电压）和低电
平（低电压）就是（1或者0）
在这里插入图片描述
这里一共可以产生2的32次方个地址。每个地址标识1个字节，那么一共就有2的32次方个字节。
也就是：4,294,967,296个字节——4,194,304KB——4,096MB——4GB的空间进行编址。
同样的方法，那64位机器，假设就有64根地址线。

在32位的机器上，地址是32个0或者1组成二进制序列，那地址就得用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。
如果在64位机器上，如果有64个地址线，那一个指针变量的大小是8个字节，才能存放一个地址。

总结：

  • 指针变量是用来存放地址的，地址是唯一标示一个内存单元的。
  • 指针的大小在32位平台是4个字节，在64位平台是8个字节。
2.指针和指针类型

我们都知道，变量有不同的类型，整形，浮点型等。那指针有没有类型呢？
准确的说：有的。

char* pc = NULL;
	int* pi = NULL;
	short* ps = NULL;
	long* pl = NULL;
	float* pf = NULL;
	double* pd = NULL;

指针类型的作用：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

指针类型其实是有意义的
指针类型决定了，指针进行解引用操作的时候，一次性访问几个字节。（访问权限的大小）
我们可以根据需要访问的字节大小来选择指针的类型。

2.1指针±整数

如果我们对指针进行±操作：
在这里插入图片描述
可以看到char*（字符） 指针+1跳过了1个字节，int*（整形） 指针+1则跳过4个字节。
总结：

  • 指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）
  • 指针的不同类型，其实提供了不同的视角去观看和访问内存
3.野指针

野指针的概念： 野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）

3.1野指针成因

1. 指针未初始化
如下：

int main()
{int* p;
	*p = 20;
	return 0;
}

这里的局部变量指针（p）未初始化，默认会为随机值。
当这个随机值放到指针变量里，编译器就会把这个随机值当成一个地址。
当我们解引用找到这个空间，把20放进去这个操作会非常的危险。
所以我们在使用指针的时候，指针必须有一个明确的指向

2. 指针访问越界
如下：

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

这样的代码就会出现指针的越界访问。当他第十次循环的时候这个指针就是一个野指针。
当这个指针指向的空间不再合理的时候，这个指针其实就是有问题的。
运行效果：
在这里插入图片描述
3. 指针指向的空间释放
如下：

int* test()
{int a = 10;
	return &a;
}

int main()
{int* p = tese();
	printf("%d\n", *p);
	return 0;
}

我们看这个代码，假设我们"a"的地址是：0X0012FF40，当我们调用完test函数的时候，test函数返回了"a"的地址放到了"p"变量里，虽然"a"的地址放到了"p"变量里，但是test函数已经调用完毕，"a"的空间就已经被销毁了，但是我们"p"变量里还存着"a"的地址，这时候这个指针就已经是一个野指针了。
运行效果：
在这里插入图片描述

虽然我们这里打印出来的结果还是10，这只是侥幸，恰好这块空间的数据没有被修改，没有被覆盖掉，但是并不代表这句代码就是对的。
我们稍微修改一下：

int* test()
{int a = 10;
	return &a;
}

int main()
{int* p = test();
	printf("十一\n");
	printf("%d\n", *p);
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述
可以看到，这里打印出来的结果就不是10了。

3.2如何规避野指针
  1. 指针初始化
  2. 小心指针越界
  3. 指针指向空间释放，及时置NULL（NULL - 空指针，专门用来初始化指针）
  4. 避免返回局部变量的地址
  5. 指针使用之前检查有效性
4.指针运算 4.1指针±整数
#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float* vp;
//指针+-整数；指针的关系运算
for (vp = &values[0]; vp< &values[N_VALUES];)
{*vp++ = 0;
}

我们来看这句代码：*vp++ = 0;
注意：这里的vp++是后置++，所以是先使用在进行++，那么这句代码就可以理解为:

*vp = 0;
vp++;

先把数组的值改为0，vp在进行++。

4.2指针-指针

这个运算的运算条件是：两个指针要指向同一块空间。
我们来看这段代码：

int main()
{int arr[10] = {0 };
	printf("%d\n", &arr[9] - &arr[0]);
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述
这里为什么会得9呢？
其实指针-指针得到的是两个指针之间的元素个数，所以这里打印的结果就是：9

如果我们把两个地址换一下：

int main()
{int arr[10] = {0 };
	printf("%d\n", &arr[0] - &arr[9]);
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述
这里得到的结果就是-9。
注意：两个指针的类型必须一致。

5.指针和数组

指针和数组是不同的对象，指针是一种变量，存放地址的，大小为4或8字节。
数组是一种相同类型元素的集合，是可以放多个元素的，大小是取决于元素个数和元素的类型的。
数组的数组名是数组首元素的地址，地址是可以放在指针变量中，可以通过指针访问数组

比如：

int main()
{int arr[10] = {0 };
	int* p = arr;
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//赋值
	for (i = 0; i< sz; i++)
	{*(p + i) = i + 1;
	}
	//打印
	for (i = 0; i< sz; i++)
	{printf("%d ", *(p+i));
	}
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述

6.二级指针

二级指针：

int main()
{int a = 10;
	int* pa = &a;
	int** ppa = &pa;//ppa就是一个二级指针变量
	return 0;
}

在这里插入图片描述
我们对二级指针解引用2次就可以找到a变量。

int main()
{int a = 10;
	int* pa = &a;
	int** ppa = &pa;//ppa就是一个二级指针变量
	printf("%d\n", **ppa);
	**ppa = 20;
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述

7.指针数组

指针数组是指针还是数组？
答案：是数组。是存放指针的数组。
我们知道字符数组是存放字符的数组，整形数组是存放整形的数组。
那么指针数组是怎样的？
其实指针数组就是存放指针的数组。
如下：

int main()
{int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;
	int d = 40;
	int e = 50;
	int* arr[5] = {&a,&b,&c,&d,&e };//指针数组
	//打印数组
	int i = 0;
	for (i = 0; i< 5; i++)
	{printf("%d ", *(arr[i]));
	}
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述

7.1使用一维数组，模拟一个二维数组
//模拟一个3行4列的数组
int main()
{int a[] = {1,4,7,10 };
	int b[] = {2,5,8,11 };
	int c[] = {3,6,9,12 };
	int* arr[3] = {a,b,c };//指针数组
	int i = 0;
	for (i = 0; i< 3; i++)//行
	{int j = 0;
		for (j = 0; j< 4; j++)//列
		{	printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");//打印完一行后换行
	}
	return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述

以上就是本文的全部内容了，希望大家看完能有所收获。

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