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老生常談C語言中指針的使用_C 語言

作者：紙墨青鳶 ? 更新時間： 2022-04-25 編程語言

前提

指針，是C語言中的一個重要概念及其特點，也是掌握C語言比較困難的部分。指針也就是內存地址，指針變量是用來存放內存地址的變量，在同一CPU構架下，不同類型的指針變量所占用的存儲單元長度是相同的，而存放數據的變量因數據的類型不同，所占用的存儲空間長度也不同。有了指針以后，不僅可以對數據本身，也可以對存儲數據的變量地址進行操作

指針描述了數據在內存中的位置，標示了一個占據存儲空間的實體，在這一段空間起始位置的相對距離值。在 C/C++語言中，指針一般被認為是指針變量，指針變量的內容存儲的是其指向的對象的首地址，指向的對象可以是變量（指針變量也是變量），數組，函數等占據存儲空間的實體。

一.指針基礎

1.1 變量指針

//首先我們聲明一個變量
int a = 10;	//聲明一個指針并指向該變量的地址	
int* b = &a;	printf("%d\n", *b);

運行結果:10

1.2 數據指針

//首先我們聲明一個數組變量
int c[10] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };		
printf("c的地址:%p\n", c);	
printf("c[0]的地址:%p\n", &c[0]);

運行結果:兩個一樣

Why? 數組本質為內存空間上連續的空間,而作為數組的地址,其實為首元素的地址,而對于數組,數組名稱其實就是個指針(重點)然后我們創建數組指針

int* d=c
printf("d[9]的值為:%d\n",*(d+9));
//另一種寫法printf("d[9]的值為:%d\n",d[9]);

運行結果:9

1.3 指針的本質

通過1.0和1.1的指示我們突然發現,整數的指針和整數數組的指針居然是同個類型！

事實上確實是一個東西,指針為指向變量地址的類型,所以對于指針來說是不需要類型的,但是為了程序規范性,增加了類型說法

下面使用無類型指針輸出a的值(10)

void* p = &a;
printf("void指針的值:%d\n", *(int*)p);
//對比b指針變量
printf("這是b的值:%p\n", b);
printf("這是p的值:%p\n", p);

在這里插入圖片描述

上述結果可以完全表明,指針變量儲存的是地址,而且是單一變量的地址

接下來可以解釋數組和數為啥指針就是同一個類型了

回到1.2所述 單個數占了1個空間(這里不提占用內存),而數組占了n個空間,而指針指向的都是首地址,而對于單個數來說

首地址就是數所在的地址,而對于數組來說,首地址就是頭元素所在的地址

1.2解釋了數組地址就是數組名本身,所以數組指針就是數組本身了,所以有下面這種寫法

printf("直接使用數組名獲取索引3的元素:%d\n", c[3]);
printf("使用指向c的指針獲取索引3的元素:%d\n", d[3]);

在這里插入圖片描述

但是數組和指針數組還是有一定的區別

1.4 指針數組

/如果我們把指針看作一個變量,那么類比整數類型,我們一定可以聲明一個指向指針的指針

int g = 50;
int* h = &g;
int** i = &h;
//輸出一下
printf("h的值:%p\n", h);
printf("i的值:%p\n", *i);
//實驗證明這是可行的,那我們嘗試做一個數組
int j[5] = { 9,8,7,6,5 };
int* k[5] = { &j[0],&j[1],&j[2],&j[3],&j[4] };
int** l = k;
printf("k[1]的值:%p,對應的整數的值:%d\n", k[1], *k[1]);
printf("l獲取k1的值:%p,對應的整數的值:%d\n", *(l + 1), **(l + 1));

在這里插入圖片描述

這就是指針數組,把指針當作一個變量看,指針也可以做數組

1.5 指針的移動

對于數組指針獲取元素,上面展示了可以通過"變量名[索引]"的方式獲取,當然也可以通過移動指針位置來獲取

int* m = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
for (int i = 0; i < 10; ++i)
	*(m++) = i;

指針移動到了分配內存的最后一塊

“變量名[索引]“的方式表明了是以當前指針為數組頭,偏移索引個單位為方法獲取元素的方式，索引獲取第8個元素

錯誤寫法 printf(”%d”,m[8]);

正確寫法

printf("%d\n", *(m - 2));

在這里插入圖片描述

所以釋放的時候要釋放頭指針,所以要回到頭指針

for (int i = 0; i < 10; ++i)
	(--m);
free(m);

所以實際操作的情況下盡量不要去移動指針

int* n = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
for (int i = 0; i < 10; ++i)
	*(n + i) = i;
printf("%d\n", *(n + 8));
free(n);

在這里插入圖片描述

1.5 Scanf函數的解釋

scanf函數為獲取變量地址函數

首先我們看一下scanf函數的定義

scanf函數有一個格式符參數和一個可變參數

可變參數類型為指針！！！！

char o;

第一種直接寫法

scanf("%c", &o);

printf(“輸出的字符:%c\n”, o);

同理

用指針獲取

char* q = &o;
scanf("%c", q);
printf("通過指針獲取輸出的字符:%c\n", *q);

在這里插入圖片描述

上面我們說了,指針可以代表數組,而c語言對字符串的定義就是字符數組

char r[] = { "Hello" };
scanf("%s", r);
printf("字符串的值:%s\n", r);

這樣我們就可以解釋為什么對于獲取字符串的時候,不用寫&的原因了,因為字符數組本來就是指針!!

二.指針的進階玩法

2.1 二維指針

由名字可得,二維指針就是指針的指針,指針可以代表數組,自然二維指針就可以代表二維數組

int u[4][4] = { {1,2,3,4},{2,3,4,5},{3,4,5,6},{4,5,6,7} };
int** v = u;

二維數組在內存空間上也是線性排列的,就如下順序

1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 4 5 6 7

所以二維數組獲取元素也可以靠指針移動

printf("u[1][2]的值:%d\n", *(v + 6));

也可以動態內存分配實現

int** w = (int**)malloc(4 * sizeof(int)); //分配行內存
for (int i = 0; i < 4; ++i)
	w[i] = (int*)malloc(4 * sizeof(int)); //分配列內存
for (int i = 0; i < 4; ++i)
	for (int j = 0; j < 4; ++j)
		w[i][j] = (j + 1) + i;
printf("w[1][2]的值:%d\n", w[1][2]);
free(w); //記得釋放

2.2 結構體指針

先聲明一個結構體

struct people
{
	char* name;
	int age;
}SPeople;
//方便表示替換掉標識符
typedef struct people People;
People dr;
dr.name = "aaa";
dr.age = 18;
printf("dr的名字是:%s,年齡是:%d\n", wusihao.name, wusihao.age);
People* lp = &wusihao; //注意屬性獲取的符號"->"
lp->name = "sss";
lp->age = 19;
printf("lp的名字是:%s,年齡是:%d\n", lp->name, lp->age);

當然也可以動態內存分配使用

People* lps = (People*)malloc(1 * sizeof(People));
lps->name = "xxx";
lps->age = 20;
printf("lps的名字是:%s,年齡是:%d\n", lps->name, lps->age);

結語

指針定義后,在不用時最好指向NULL,比如

int* s = &a;
printf("%p\n", s);
s = NULL;

因為就算釋放掉內存,但是指針指向的內存地址依舊可用(獲取處于沉睡狀態),所以最好不要去動它,不然很容易導致內存泄露

動態聲明的指針一定要釋放,free函數釋放

動態分配內存最好要檢查是否成功分配到

int* t = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (t == NULL)
{
	//分配錯誤
	system("pause");
	return 0;
}
else
{
	//你的代碼
	system("pause");
	free(t);
}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_39935495/article/details/123031315

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