前言

本文開始指針相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容包括：

• 指針是什么
• 指針和指針類型
• 野指針
• 指針運算
• 指針和數(shù)組
• 二級指針
• 指針數(shù)組

1、指針是什么

指針理解的2個要點：

• 平時口語中說的指針，通常指的是指針變量，是用來存放內(nèi)存地址的變量
• 指針是內(nèi)存中一個最小單元的編號，也就是地址

1.1 指針變量

我們可以通過&（取地址操作符）取出變量的內(nèi)存其實地址，把地址可以存放到一個變量中，這個變量就是指針變量：

int main()
{
	int a = 1;//在內(nèi)存中開辟一塊空間
	//a變量占用4個字節(jié)的空間，這里是將a的4個字節(jié)的第一個字節(jié)的地址存放在p變量中，p就是一個指針變量
	int* pa = &a;//這里我們對變量a，取出它的地址，可以使用&操作符
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", pa);
	a = 10;
	printf("%p\n", &a);
	return 0;
}

利用內(nèi)存和監(jiān)視來查看&a 和pa的變化：

見下圖所示：

• &a為取變量a的地址：0x00CFFEE0
• pa是指針變量，存放的值是變量a的地址: 0x00CFFEE0

a變量占用4個字節(jié)的空間，下圖在內(nèi)存中能看到a的地址占用了4個字節(jié)，存放 00 00 00 01

內(nèi)存顯示列數(shù)可根據(jù)自己調(diào)節(jié)，4列就是4個字節(jié)放一行，見下圖：

對a重新賦值10，變量a的值發(fā)生變化，但地址是不變的。

因此，指針變量，用來存放地址的變量。（存放在指針中的值都被當(dāng)成地址處理）。

1.2 指針是內(nèi)存中一個最小單元的編號

• 指針是內(nèi)存中一個最小單元的編號，這個最小單元是一個字節(jié)
• 經(jīng)過專家們仔細(xì)的計算和權(quán)衡后，發(fā)現(xiàn)一個字節(jié)給一個對應(yīng)的地址是比較合適的
• 對于32位的機(jī)器，假設(shè)有32根地址線，那么假設(shè)每根地址線在尋址的時候產(chǎn)生高電平（高電壓）和低電平（低電壓）就是（1或者0），32根地址線產(chǎn)生的地址就是：

00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000001
...
11111111 11111111 11111111 11111111

內(nèi)存最小單元即一個字節(jié)，與其對應(yīng)的地址見下圖：

因此，32位的機(jī)器就有2的32次方個地址。每個地址標(biāo)識一個字節(jié)，那我們就可以給 ：

2^32 Byte == 2^32/1024 KB == 2^32/1024/1024 MB == 2^32/1024/1024/1024 GB == 4 GB

4 GB的空閑進(jìn)行編址。同樣的方法，那64位機(jī)器，如果給64根地址線，那能編址 8 GB 空間。

• 在32位的機(jī)器上，地址是32個0或者1組成二進(jìn)制序列，那地址就得用4個字節(jié)的空間來存儲，所以一個指針變量的大小就應(yīng)該是4個字節(jié)
• 在64位機(jī)器上，有64個地址線，那一個指針變量的大小是8個字節(jié)，才能存放一個地址
• 指針是用來存放地址的，地址是唯一標(biāo)示一塊地址空間的
• 指針的大小在32位平臺是4個字節(jié)，在64位平臺是8個字節(jié)

int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	char ch = 'a';
	char* pc = &ch;
	printf("%d\n", sizeof(pa));//4
	printf("%d\n", sizeof(pc));//4
	return 0;
}

上例說明，不管什么類型的指針變量，它的大小就是4個字節(jié)。因為地址是32位0 1表示的，而指針變量就是存放地址的變量，需要4個字節(jié)存放。跟他的類型無關(guān)。

2、指針和指針類型

變量有不同的類型，整形，浮點型等。那指針同樣也有類型：

int num = 10;
p = #//num的地址保存到 p 

要將&num（num的地址）保存到 p 中，我們知道 p 就是一個指針變量，那它的類型是怎樣的呢？我們給指針變量相應(yīng)的類型

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

指針的定義方式是： type + *

• char* 類型的指針是為了存放 char 類型變量的地址：即地址里面的變量是char 類型，占用1個字節(jié)，地址本身4個字節(jié)
• short* 類型的指針是為了存放 short 類型變量的地址：即地址里面的變量是short類型，占用1個字節(jié)，地址本身4個字節(jié)
• int* 類型的指針是為了存放 int 類型變量的地址：即地址里面的變量是 int 類型，占用4個字節(jié)，地址本身4個字節(jié)

2.1 指針±類型

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;
}

指針的類型決定了指針向前或者向后走一步有多大（距離）：

• int *向后+1，就是移動到下一個 int 類的變量的地址，就是移動4個字節(jié)
• char *向后+1，就是移動到下一個 char 類型的變量的地址，就是移動1個字節(jié)
• 指針的類型，是指向地址里存儲數(shù)值的類型

2.2 指針的解引用

指針的類型決定了，對指針解引用的時候有多大的權(quán)限（能操作幾個字節(jié)）

2.2.1 int* 類型的解引用

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	int* pa = &a;
	*pa = 0;
	return 0;

int* 的指針的解引用就能訪問四個字節(jié)：

2.2.2 char* 類型的解引用

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	char* pa = (char*)&a;//&a是int*，所以在這里強(qiáng)制轉(zhuǎn)換
	*pa = 0;

	return 0;
}

char* 的指針解引用就只能訪問一個字節(jié)：

3、野指針

野指針就是指針指向的位置是不可知的（隨機(jī)的、不正確的、沒有明確限制的）

3.1 野指針成因

3.1.1 指針未初始化

int main()
{
	int *p;//局部變量指針未初始化，默認(rèn)為隨機(jī)值
	*p = 20;
	return 0;
}

3.1.2 指針越界訪問

int main()
{
	int arr[10] = {0};
	int *p = arr;
	int i = 0;
	for(i=0; i<=11; i++)//超過數(shù)組的元數(shù)個數(shù)
	{
		//當(dāng)指針指向的范圍超出數(shù)組arr的范圍時，p就是野指針
		*(p++) = i;
	}
	return 0;
}

3.1.3 指針指向的空間釋放

int* test()
{
	int a = 10;
	printf("%d\n", a);
	return &a;//開辟的空間已經(jīng)釋放了
}
int main()
{
	int* p = test();//函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，開辟的內(nèi)存空間釋放了
	*p = 100;
	return 0;
}

3.2 如何規(guī)避野指針

• 指針初始化
• 小心指針越界
• 指針指向空間釋放即使置NULL
• 避免返回局部變量的地址
• 指針使用之前檢查有效性

int main()
{
	int *p = NULL;//初始化
	//....
	int a = 10;
	p = &a;
	if(p != NULL)
	{
		*p = 20;
	}
	return 0;
}

總結(jié)

本文學(xué)習(xí)了指針的部分內(nèi)容，下一篇繼續(xù)學(xué)習(xí)指針的內(nèi)容。（鏈接直達(dá)）