c語言中的指針是什么
c語言中的指針是什么
很多學(xué)習(xí)C語言的新手來說，指針無疑是一個(gè)難點(diǎn)。但是，我覺得指針也是C語言特別重要的一個(gè)特性。那么下面一起來看看學(xué)習(xí)啦小編為大家精心推薦的c語言中的指針是什么，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
為什么說指針是 C 語言的精髓?
“指”是什么意思?其實(shí)完全可以理解為指示的意思。比如，有一個(gè)物體，我們稱之為A。正是這個(gè)物體，有了這么個(gè)稱謂，我們才能夠進(jìn)行脫離這個(gè)物體的實(shí)體而進(jìn)行一系列的交流。將一個(gè)物體的指示，是對(duì)這個(gè)物體的抽象。有了這種抽象能力，才有所謂的智慧和文明。所以這就是“指示”這種抽象方法的威力。
退化到C語言的指針，
指針是一段數(shù)據(jù)/指令(在馮諾易曼體系中，二者是相通，在同一空間中的)的指示。這是指示，也就是這段數(shù)據(jù)/指令的起始位置。但是數(shù)據(jù)/代碼是需要一個(gè)解釋的方法的。比如0x0001，可以作為一個(gè)整數(shù)，也可以作為作為一串指令，也可以作為一串字符，總之怎樣解釋都可以。
而C語言，在編譯階段，確定了這段數(shù)據(jù)/指令的“解釋方法”。
例如，整型指針，表示的就是可以從這個(gè)指針p指向的位置開始解釋，解釋為一個(gè)整數(shù)。
一個(gè)函數(shù)指針，表示的就是可以從這個(gè)指針p指向的位置開始解釋，解釋為一段指令，對(duì)應(yīng)的輸入和輸出以及返回值按照函數(shù)指針的類型，符合相應(yīng)的要求。
綜上，C語言的精髓是指針，但指針不僅僅是C語言的精髓，它是抽象的精髓。各個(gè)語言中都有類似的東西，例如函數(shù)，例如引用。
(引用和指針的區(qū)別，我的理解，不可以進(jìn)行+/-偏移操作的指針，就是引用。隨意偏移，很容易使得目標(biāo)位置不符合其相應(yīng)的意義，從而造成解釋失敗，進(jìn)而崩潰。而增加了偏移功能的指針，好處是方便表述一堆具有相同類型的數(shù)據(jù)/指令，數(shù)組之類的就是這樣的實(shí)例。)
同樣的void類型的指針，也是C語言的特色。void型的指針，就是去掉了指定類型的指針，從而使得可以以任意解釋方式，解釋指針，這就帶來了如上的潛在問題。但是也可以說，這個(gè)C語言的特有威力(我一般都把C語言的威力理解為這個(gè))。這個(gè)帶來的好處非常之靈活。因?yàn)榭梢允褂媒y(tǒng)一的類型來表述所有類型的數(shù)據(jù)。帶來的問題，和上面是類似的。就是如果解釋方法不當(dāng)，就會(huì)造成災(zāi)難性的后果。C語言的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換也是打破常規(guī)的指針解釋.也有可能帶來問題.
給大家舉個(gè)例子
一、指針
1.指針就是存放地址的變量。在32位系統(tǒng)上，一個(gè)指針變量占用4個(gè)字節(jié)。在64位系統(tǒng)上，一個(gè)指針變量占用8個(gè)字節(jié)。
2.指針類型、取地址、解引用
1)指針類型
int* pa;
int *pa;
int * pa;
語義：pa是一個(gè)指針，該指針指向一個(gè)int型的數(shù)據(jù)，即pa存放一個(gè)int型數(shù)據(jù)的地址。
int* pa, pb; // pa是int*，pb是int
int *pa, *pb;
2)取地址——&
int a;
int* pa = &a; // pa指向a，a是pa的目標(biāo)，pa是a的指針，pa中存放著a的地址。
3)解引用(取目標(biāo))——*
*pa = 100; // 將100賦值給pa的目標(biāo)，即賦值給a
3.指針的用法
1)將指針作為函數(shù)的參數(shù)，傳遞變量的地址，進(jìn)而在多個(gè)函數(shù)中訪問相同的內(nèi)存數(shù)據(jù)。
2)指針也可以作為函數(shù)的返回值，但是不要返回指向局部變量的指針。因?yàn)楹瘮?shù)返回以后，其局部變量所占用的內(nèi)存將隨函數(shù)棧一起被釋放，所得到的指針為野指針。
int foo (void) {
return 10;
}
a = foo ();
int* foo (void) {
...
return p;
}
int* foo (void); // 函數(shù)聲明，聲明一個(gè)沒有參數(shù)，返回int*的foo反函數(shù)
int (*foo) (void); // 函數(shù)指針
void foo (void) {
}
沒有返回值的函數(shù)。
解讀 C 語言中的指針
一，基本概念
關(guān)于指針的基本概念，我就不詳細(xì)介紹了，因?yàn)橛性S多書都介紹的很詳細(xì)。這里我只介紹一部分。指針指向一個(gè)地址，而指針本身在大多數(shù)系統(tǒng)上都是一個(gè)無符號(hào)整數(shù)(在32bit機(jī)上是4byte，在64bit機(jī)上是8byte)。下面用一個(gè)例子來說明其機(jī)制：
在上面的例子中，先定義了一個(gè)指針p，它的類型是int，也就是說它只能指向一個(gè)int型的變量，而不能指向其他類型的變量。最后我們將a變量的地址賦給p。在這個(gè)過程中，涉及到兩個(gè)內(nèi)存塊，一個(gè)是存放指針p的內(nèi)存(用&p可得到內(nèi)存地址)，一個(gè)是存放a的值的內(nèi)存塊(用&a可以得到內(nèi)存地址)。而第一個(gè)內(nèi)存存的p的值經(jīng)過賦值語句后也就是&a的值了。另外一個(gè)注意點(diǎn)是， *(星號(hào))和變量類型以及變量名之間可以有任意個(gè)空格，也可以沒有。比如下面三種方式都是一樣的：
int a = 10;
int *p; //聲明一個(gè)指針，但未初始化，此時(shí)為野指針
p = &a; //將a變量的地址賦給指針p
在上面的例子中，先定義了一個(gè)指針p，它的類型是int，也就是說它只能指向一個(gè)int型的變量，而不能指向其他類型的變量。最后我們將a變量的地址賦給p。在這個(gè)過程中，涉及到兩個(gè)內(nèi)存塊，一個(gè)是存放指針p的內(nèi)存(用&p可得到內(nèi)存地址)，一個(gè)是存放a的值的內(nèi)存塊(用&a可以得到內(nèi)存地址)。而第一個(gè)內(nèi)存存的p的值經(jīng)過賦值語句后也就是&a的值了。另外一個(gè)注意點(diǎn)是， *(星號(hào))和變量類型以及變量名之間可以有任意個(gè)空格，也可以沒有。比如下面三種方式都是一樣的：
int* a;
int * a;
int *a;
解讀方法:
首先從標(biāo)示符開始閱讀，然后往右讀，每遇到圓括號(hào)的右半邊就調(diào)轉(zhuǎn)閱讀方向。重復(fù)這個(gè)過程直到整個(gè)聲明解析完畢。需要注意的是，已經(jīng)讀過的部分在后續(xù)作為一個(gè)整體來看。
看下面一個(gè)例子：
int *a[3];
//首先a右邊是[]，說明a是一個(gè)具有3個(gè)元素的數(shù)組
//右邊讀完，則讀左邊。a左邊是int*，說明a的元素是int類型的指針
int (*a)[3]
//首先，a右邊是圓括號(hào)的右半邊，轉(zhuǎn)向，左邊是一個(gè)*，說明a是一個(gè)指針
//遇到括號(hào)，再轉(zhuǎn)向，是一個(gè)[]，說明a是一個(gè)指向3個(gè)元素的數(shù)組的指針
//左邊是int，說明元素類型是int
//所以，a是一個(gè)指向具有3個(gè)整型元素的數(shù)組的指針
int (*func)(int p);
//相同的方法，func首先是一個(gè)指針
//然后右邊是一個(gè)括號(hào)，說明(func)是個(gè)函數(shù)，而func是指向這個(gè)函數(shù)的指針
//這個(gè)函數(shù)具有int類型的參數(shù)，返回值類型為int
int (*func[3])(int p);
//同理，func首先是一個(gè)具有3個(gè)元素的數(shù)組
//其次，func左邊是一個(gè)*，說明func數(shù)組的元素是指針。要注意修飾的是func[3]，而不是func。因?yàn)橐呀?jīng)讀過的部分在后面都作為一個(gè)整體來對(duì)待
//跳出第一個(gè)圓括號(hào)，右邊又是一個(gè)圓括號(hào)，說明func數(shù)組的元素是函數(shù)類型的指針。這個(gè)函數(shù)具有int類型的參數(shù)和int型返回值
二，數(shù)組首地址a，&a，&a[0]
注：a，&a，&a[0]的含義雖然不同，但是他們?nèi)齻€(gè)的值是相等的!
以int a[3]為例說明：
a作為右值時(shí)，代表數(shù)組首元素的首地址，而非數(shù)組地址。 也就是a[0]的地址。int i = (a+1)，這里a是右值，所以代表首元素的首地址，a+1代表下一個(gè)元素的首地址，即&a[1]。
a是整個(gè)數(shù)組的名字。所以sizeof(a)的值為sizeof(int) * 3 = 40，代表整個(gè)數(shù)組的大小。
&a即為取a的首地址，也即整個(gè)數(shù)組的首地址。所以sizeof(&a) = 4。 int p = (int)(&a+1)中的&a+1代表下一個(gè)數(shù)組的首地址，顯然是越界的。
&a[0]代表首元素的首地址。 所以sizeof(&a[0]) = 4。
&a[3]，很顯然數(shù)組越界了，但它的sizeof是多少呢? 也是4，因?yàn)殛P(guān)鍵字sizeof求值是在編譯的時(shí)候，雖然并不存在a[3]這個(gè)元素，但是這里并沒有真正訪問a[3]，而是根據(jù)數(shù)組元素類型來確定其值的。所以sizeof(a[3])不會(huì)出錯(cuò)。
a[-1]代表什么意思?首先要明白下標(biāo)的形式被編譯器解析成指針的形式，即a[1]被解析成(a+1)。那么，a[-1]被解析成*(a-1)。
關(guān)于數(shù)組首元素的首地址和數(shù)組的首地址的區(qū)別：其實(shí)，數(shù)組首元素的首地址和數(shù)組首地址的值是相同的，即&a[0]和a(以及&a)是相等的，但是而這含義不一樣。首元素的首地址加1后，是第二個(gè)元素的首地址(之所以一直說首地址，是因?yàn)橛械念愋痛鎯?chǔ)時(shí)會(huì)占多個(gè)地址)，但數(shù)組的首地址加1后是“下一個(gè)數(shù)組的地址”，這里的下一個(gè)數(shù)組只是為了說明加1時(shí)加了整個(gè)數(shù)組的大小，而不是一個(gè)元素的大小。
有一點(diǎn)比較容易混淆：a雖然代表整個(gè)數(shù)組，但(a+1)卻代表下一個(gè)元素的首地址，即和(&a[0]+1)一樣，下一個(gè)數(shù)組的形式為：(&a+1)。 下面以一個(gè)程序來說明：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[3] = {1, 2, 3};
printf("%ld\n",sizeof(long unsigned int));
printf("*(a+1)=%d\n",*(a+1));
printf("sizeof(a)=%ld\n", sizeof(a));
printf("sizeof(&a[3])=%ld\n", sizeof(&a[3]));
printf("a[-1]=%d\t*(a-1)=%d\n",a[-1],*(a-1));
printf("a=%p\t&a=%p\t&a[0]=%p\n",a, &a,&a[0]);
printf("a=%p\t(a+1)=%p\t(&a+1)=%p\n",a,(a+1),(&a+1));
return 0;
}
輸出結(jié)果：
8
*(a+1)=2
sizeof(a)=12
sizeof(&a[3])=8
a[-1]=0 *(a-1)=0
a=0x7fffcb4cb980 &a=0x7fffcb4cb980 &a[0]=0x7fffcb4cb980
a=0x7fffcb4cb980 (a+1)=0x7fffcb4cb984 (&a+1)=0x7fffcb4cb98c
說明(下面的行數(shù)只計(jì)算main函數(shù)內(nèi)有代碼的行)：
程序第1行定義了一個(gè)具有3個(gè)元素的整型數(shù)組。
第2行打印了long型的大小。因?yàn)槲沂?4bit的，所以一個(gè)long是8byte。
第3行打印了*(a+1)的值，結(jié)果和a[1]的值相等。說明a雖然代表整個(gè)數(shù)組，但作為右值時(shí)，的確代表首元素的首地址。
第4行輸出值為12，是整個(gè)數(shù)組的大小。
第5行打印了一個(gè)出界元素的大小，沒有報(bào)錯(cuò)，驗(yàn)證了上面第5條。
第6行打印了a[-1]和*(a-1)，輸出值相等。驗(yàn)證了上面第6條。
第7行打印了a和&a[0]，值相等。說明數(shù)組的首地址和首元素的首地址是相等的。
第8行打印了a，(a+1)，(&a+1)，由結(jié)果就可以看出首元素的首地址加1是加了一個(gè)數(shù)組元素的大小，而數(shù)組首地址加1是加了一個(gè)數(shù)組的大小。
三，指針數(shù)組和數(shù)組指針
指針數(shù)組： 首先它是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組的元素是指針，也成為“存儲(chǔ)指針的數(shù)組”。
數(shù)組指針： 首先它是一個(gè)指針，它指向一個(gè)數(shù)組，也可以理解為“數(shù)組的指針”。 也可以利用前面的“解讀方法”去分析。
四，函數(shù)指針和指針函數(shù)
函數(shù)指針： 指向函數(shù)的指針變量。
指針函數(shù)： 帶指針的函數(shù)，也就是返回指針的函數(shù)。
char * fun(char* a, char* b) //定義為指針函數(shù)
{
...
...
}
int main()
{
char* (*p)(char* p1, char* p2); //定義函數(shù)指針
p = &fun; //把函數(shù)地址賦給它
//p = fun; //這樣寫也行
(*p)("aa", "bb"); //使用函數(shù)指針
return 0;
}
五，指針常量和常量指針
const char* p1; //常量指針，指向常量的指針
char const* p2; //同上
char* const p3; //指針常量，指針是常量
怎么記?
可以先把類型名去掉，然后看const離誰近，就修飾誰。
也可以const在*左邊的為常量指針，const在*右邊的為指針常量。
三～五的萬能鑰匙
其實(shí)，關(guān)于“指針數(shù)組與數(shù)組指針、函數(shù)指針與指針函數(shù)、指針常量與常量指針”的判斷，有一個(gè)萬能鑰匙。那就是根據(jù)我們強(qiáng)大的中文語法：前邊是修飾詞，后邊才是主語。比如“指針數(shù)組”，前面的指針只是修飾詞，后面的數(shù)組才是主語，所以它是一個(gè)數(shù)組。
六，野指針
野指針指沒有確定指向的指針。造成野指針的情況有：
1. 指針變量創(chuàng)建但沒有初始化。
2. 指針p被free或者delete之后，沒有置為NULL。
看了“c語言中的指針是什么”的人還看了：