拿捏指针（一）

说到指针可能很多人既熟悉又陌生。那么什么是指针呢?

目录

1.0 定义和地址

 1.1 指针定义及

1.2 &取地址操作符

1.3 指针变量

2.0 *解引用操作符

2.1 指针解引用

3.0 指针中的const

3.1 const在*号左边

3.2 const在*号右边

4.0  void*指针

5.0 指针的运算

5.1 指针+-整数

5.1.1 普通

5.1.2 进阶

5.2 指针-指针

5.3 指针的关系运算 

6.0 野指针

 6.1野指针的成因

6.2 规避野指针

7.0 assert

8.0 传值调⽤和传址调⽤

8.1 传值调用

 8.2 传址调⽤

1.0 定义和地址

 1.1 指针定义及

指针是一个变量，它存储了指向另一个变量的内存地址。它可以用来间接地访问和修改这个变量的值。每个变量在内存中都有一个唯一的地址，指针通过存储这个地址来引用其他变量。指针可以用于在程序中传递和操作内存地址，从而使程序能够更高效地访问和操作内存中的数据。

这样说你可能，还是听不懂，那我们举个例子：

这一天有八位客人在前台登记了入住，分别是a,b,c,d,e,f,g,h。他们一起住在酒店的一个楼层

91c26ce6a9574f789c573cbe63075726.png

这就类似于指针，通过地址能让我们准确的找到想找的人。

我们回归到计算机中来，每次房间相当于一个字节，char刚刚好就是一个字符，但酒店也有大房间，有四个字节的int，八个字节的long.....而这些地址在C语言当中就被叫做指针。也可以理解为，

房间编号=地址=指针。

在32位下有32根总地址线，每根线只有两态，表⽰0,1【电脉冲有⽆】，那么 ⼀根线，就能表⽰2种含义，2根线就能表⽰4种含 义，依次类推。32根地址线，就能表⽰2^32种含 义，每⼀种含义都代表⼀个地址。同理在64位下，有64根总线，就能表示2^64种含义的地址。

1.2 &取地址操作符

取地址操作符用于获取一个变量的地址。

每个字符都有属于自己的地址。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>int main()
{int a = 2;  return 0;
}
//a的地址
//0x004FFDF0
//0x004FFDF1
//0x004FFDF2
//0x004FFDF3

 0801863a40d146fe95d569e2fd4e1e7e.png

这就是整形（int）a向内存申请的四个字节，那么我们应该怎么将地址存起来 ？ 

这就需要&（取地址操作符）&a将a的地址取出来。

int main()
{int a = 2;&a;return 0;
}

1.3 指针变量

我们将a的地址取出来，但是要将它存到哪里呢?

这是时候就需要用到指针变量将这个地址给存起来。

int main()
{int a = 2;int* p1 = &a;return 0;
}

指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址

那么，int*和int应该怎么理解呢？

c9a92ad24360428c955a88c2d3e56375.png

p的左边是int*，*是在说明p是指针变量，而前面的int在说明a是整形，而指针变量p指向的是int（整形）a的内容。

如果我们创建的变量是char  a ='we'，那么储存变量的类型也要是char * 。

那么指针变量的大小是多少？占多少个内存？

8aea0e1c86d44a1f90954909457e61a0.png26709d4158e24bd0ad6281d765c24136.png

  • 在32位的平台下，指针的大小是4个字节。
  • 在64位的平台下，指针的大小是8个字节。

注意指针变量的⼤⼩和类型是⽆关的，只要指针类型的变量，在相同的平台下，⼤⼩都是相同的。

2.0 *解引用操作符

我们要存放东西，拿东西就需要地址（指针），就可以通过地址（指针）找到地址（指针） 指向的对象，这⾥必须学习⼀个操作符叫解引⽤操作符(*)。

定义：解引用操作符（*）用于访问指针所指向的内存地址中存储的值。当使用解引用操作符对指针进行解引用时，实际上是在访问指针所指向的内存单元。

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 100;int* p = &a;*p = 10;return 0;
}

以上代码，*p=10；*p意思就是通过p中存放的地址，找到所指向的空间，*p其实就是a变量，所以*p = 10，就是把操作符a改成0。

但为什么我们要大费周章的改，不直接对a就行更改呢？有没有意义？

那肯定是有的，对a的修改，多了一种途径，写代码就会更加灵活。

2.1 指针解引用

//代码1
int main()
{int n = 0x11223344;int* p = &n;*p = 0;return 0;
}
//代码2
int main()
{int n = 0x11223344;char* p = (char* )&n;*p = 0;return 0;
}

我们调试时代码1时会发现，代码1会将n的四个字节全部改为0，而代码2只有一个字节会被改为0。

这我们就能得出，指针变量初始化是根据变量的类型来决定的，类型决定了访问的字节大小。

3.0 指针中的const

将变量的地址传给指针变量，通过指针变量同样可以修改变量的值。但有时候我们不希望这个值或者地址被修改，我们用到什么呢？没错就是const。

3.1 const在*号左边

 db7a3e8b37724545a3353db00e092817.png

当const在*号左时，我们可以这样理解，*p指向指针的内容，内容锁死了，保证指针指向的内容不能通过指针来改变。 但是指针变量本⾝的内容可变。我们要修改它的值的时候，编译器就会报警告，无法修改。

将*p注释后则会打印5。

642a8ba35cd44f618cab2105649ce4c4.png

3.2 const在*号右边

c98d3493aac94d4689d0ad1b021e3bd9.png

当const在*号左时，p修饰的是指针变量本身，p里面的地址就被锁死，保证了指针变量的内容不能修改，但是指针指 向的内容，可以通过指针改变。

我们将p=&b注释掉，看看打印的值6a84ca33b31a4da6a4cb05cfa4ffd5bd.png

4.0  void*指针

void*指针是无类型的指针，可以接受任何类型的指针，但void*类型的指针不能直接进⾏指针的+-整数和解引⽤的运算。

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10;void* pa = &a;void* pc = &a;*pa = 10;*pc = 0;return 0;
}

vs编译器的结果

207b43269cad42a4ad686248076b6af0.png

又以上结果可以得知，void*可以接收任意类型的指针但是不能进行运算。 

5.0 指针的运算

5.1 指针+-整数

5.1.1 普通

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 10;char* pc = (char*)&n;int* pi = &n;printf("%p\n", &n);printf("%p\n", pc);printf("%p\n", pc + 1);printf("%p\n", pi);printf("%p\n", pi + 1);return  0;
}

打印结果：

&n     =00EFF8A0
pc     =00EFF8A0
pc+1 =00EFF8A1
pi      =00EFF8A0
pi+1  =00EFF8A4 

我们可以看出来，pi和pc跳过的大小是不一样的，pi的类型是（int*）所以跳过 四个字节；而pc的类型是（char*）跳过一个字节。

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）。

5.1.2 进阶

因为数组在内存中是连续存放的，所以只要知道了首元素地址，就能知道后边的元素的地址和值。

数组12345678910
下标012  3456789
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d\n", *(p + i));//(p+i)就是指针+整数，同理-也是可行的}return 0;
}

5.2 指针-指针

 //指针-指针
#include <stdio.h>
int my_strlen(char* s)
{char* p = s;while (*p != '\0')p++;return p - s;
}
int main()
{printf("%d\n", my_strlen("abc"));return 0;
}

或许有人会感觉指针-指针很奇怪，难于解决。那么我们画图来看看就明白了

9accf18977194ec5988f1d1e2b1d68ae.png

5.3 指针的关系运算 

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);while (p < arr + sz) //指针的⼤⼩⽐较{printf("%d ", *p);p++;}printf("%d ", *p);p++;return 0;
}

6.0 野指针

野指针概念：野指针（或称为悬空指针）是指一个指针变量指向了无效的内存地址或者已被释放的内存，而访问该指针所指向的内存会导致不可预测的行为或程序崩溃。

 6.1野指针的成因

（1）指针未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{int* p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值* p = 20;return 0;
}

（2） 指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };int* p = &arr[0];int i = 0;for (i = 0; i <= 11; i++){//当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针printf("%d\n", arr[i]);* (p++) = i;}return 0;
}

992c6af42a764b60bac4cec6da798271.png

最后圈起来的这两个值就是随机值，也就是野指针。

（3） 指针指向的空间释放

#include <stdio.h>
int* test()
{int n = 100;return &n;
}
int main()
{int* p = test();printf("%d\n", *p);return 0;
}

6.2 规避野指针

（1）指针初始化

如果明确知道指针指向哪⾥就直接赋值地址，如果不知道指针应该指向哪⾥，可以给指针赋值NULL. NULL 是C语⾔中定义的⼀个标识符常量，值是0，0也是地址，这个地址是⽆法使⽤的，读写该地址 会报错

#ifdef __cplusplus#define NULL 0#else#define NULL ((void *)0)#endif

初始化如下：

#include <stdio.h>
int main()
{int num = 10;int* p1 = &num;int* p2 = NULL;return 0;
}

（2）⼩⼼指针越界

⼀个程序向内存申请了哪些空间，通过指针也就只能访问哪些空间，不能超出范围访问，超出了就是 越界访问。

（3）指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤之前检查有效性

（4）避免返回局部变量的地址

7.0 assert

assert头⽂件定义了宏 assert() ，⽤于在运⾏时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报 错终⽌运⾏。这个宏常常被称为“断⾔”。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{int a = 0;assert(a != 0);return 0;
}

宏接受⼀个表达式作为参数。上面该表达式为真（返回值⾮零）， 任何作⽤，程序继续运⾏。如果该表达式为假（返回值为零）， 流 st assert() 不会产⽣ assert() 就会报错，在标准错误 derr 中写⼊⼀条错误信息，显⽰没有通过的表达式，以及包含这个表达式的⽂件名和⾏号。

8.0 传值调⽤和传址调⽤

8.1 传值调用

int Add(int x ,int b)
{return x + b;
}
int main()
{int a = 2;int b = 3;int ret = Add(a, b);printf("%d", ret);return 0;
}

上面代码就是将a和b的值，传到Add函数里，这就是简单的传值。

 8.2 传址调⽤

写⼀个函数，交换两个整型变量的

打印

 交换前:a=2 b=3
交换前:a=2 b=3

我们发现传值只是将数值拷贝了一份，但a和x,b和y的地址是不一样的。在函数中x和y进行了交换，返回的值还是Swap函数调⽤结束后回到main函数，a和b的没法交换。Swap1函数在使⽤ 的时候，是把变量本⾝直接传递给了函数，这种调⽤函数的⽅式我们之前在函数的时候就知道了，这 种叫传值调⽤。

既然传值解决不了问题那只能用传地解决。

void Swap(int* px, int* py)
{int tmp = 0;tmp = *px;*px = *py;*py = tmp;
}
int main()
{int a = 2;int b = 3;printf("交换前：a = % d b = % d\n", a, b);Swap(&a, &b);printf("交换后：a = % d b = % d\n", a, b);return 0;
}

打印结果

交换前：a = 2 b = 3
交换后：a = 3 b = 2 

这⾥调⽤Swap函数的时候是将变量的地址传 递给了函数，这种函数调⽤⽅式叫：传址调⽤。

谢谢观众老爷们观看。 

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