前言:
眼前你们对“c语言和指针”大体比较注重,同学们都需要分析一些“c语言和指针”的相关内容。那么小编在网络上汇集了一些关于“c语言和指针””的相关知识,希望各位老铁们能喜欢,大家一起来学习一下吧!指针使得 C 语言能够更高效地实现对计算机底层硬件的操作,而计算机硬件的操作很大程度上依赖地址,指针便提供了一种对地址操作的方法,在一定意义上,指针是c语言的精髓,所以一定要耐心看完。
指针对于很多c语言初学者来说可能难以理解,一不小心可能被指针的指向关系绕进去,在这里就对指针做一些总结,写一下自己的理解。
一. 指针的介绍
程序中,我们声明一个变量(int a = 1),将数据1存到变量a中,计算机内部会将这个数据存到内存(RAM)中,那么,数据存到某个地方,就会涉及地址。就像你买的快递,快递到了就要存到某个驿站里面放着,你的快递就是一个数据,驿站就是一个变量,这个驿站就要有地址,不然全国这么多驿站你怎么知道你的快递在哪个驿站。
到这里,地址的概念应该有了吧。
现在想想地址(比如0x0000 0001)不也是一个数据吗,那么不也可以用一个变量存地址这个数据?是的,可以,这个变量就是指针,指针它就是存储另一个变量的内存地址的一种数据类型,即指针的内容就是另一个变量的内存地址。
指针本身也是一个变量,所以指针变量也有自己的地址,只是它有点特殊,它存放的是另一个变量的地址而已,理解这句话就行。
前面讲到过指针它是一种数据类型,为了方便,我们就规定在这种类型后面加*号表示该类型指针,有char型指针(char *)、double型指针(double *)和int型指针(int *)等等。
试着敲一下下面一段代码,可以加深对指针的认识:
int a = 1; // 定义一个int型变量int *p = &a; // 定义一个int型指针p,&a表示对a取地址,指针p的内容是a的地址// int *p; p = &a; // 第二行也可以这样写,意思一样printf("%p\n", &a); // 打印a的地址printf("%p\n", p); // 打印指针p的地址// %p是打印地址(指针地址),是十六进制的形式
C/C++ 中规定了 * 操作符来从对应指针类型存放的地址中拿出相应数据,再定义一个变量int b = *p,指针p存了a的地址,*p就是拿出a的值,b的值就变成了1,*操作也被称为解引用。
二. 指针的相关操作(运算)
指针的运算是特别容易搞错的,千万不能以为和普通类型(比如int型数据)的运算一样。
指针的加减运算:
指针+1/指针-1,加/减的是整个指针类型的长度,与其说指针的加减法,我认为不如说成指针的偏移更合适,接下来看为什么是偏移,举个非常明显的例子:
char a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 定义一个char型数组,这里的a实质上是一个指针,指向这个数组的首元素a[0]的指针char *p = a;printf("%d\n", *p); // 输出1 --> a[0]printf("%d\n", *(p + 1)); // 输出2 --> a[1]......
看输出的结果就很容易看出规律,p指针指向a[0],特别注意p+1指针变成指向a[1],所以*(p+1) = a[1] = 2,而不是*(p+1) = a[0] + 1 = 2,当然这里两个答案凑巧一样,但是把数组的内容换一下就不会是一样了,如果是改成(*p) + 1,那么就是(*p) + 1 = a[0] + 1 = 2,同理可以改成p+2、p+3......
还有试着定义其它类型的数组(比如int型:int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};),看看是不是这个规律,就可以知道指针加减的是这个指针类型的长度,也就是指针的偏移,还可以尝试定义结构体数组,将会有更深的理解。
减法就不用多说了,理解了指针p+1/p-1,那么指针p++/p--其实是一样的,都是偏移。
三. 多级指针
说起多级指针这个东西,曾经大一学c语言的时候,学到二级指针都已经把我给绕晕了,如果当时你给我写个int ********p出来,我估计直接崩溃到放弃。
我们先来说说二级指针吧!前面有讲到,指针也是一种数据类型,是一种变量,也有自己的地址,所以既然有地址,而指针就是存放另一个变量的地址的呀,那为什么不能再用一个指针存放这个指针的地址呢,对吧!所以就有了二级指针,就是指向指针的指针。
ok!来点生活上的东西,快递柜大家都用过吧,快递小哥给你发一个取件码你就能拿到快递。
这里的每一个柜子就是一块内存,取件码就是地址,柜子里的快递就是存储在内存的内容/数据。
假如快递小哥把你的快递放到"058柜子",给你发取件码,那么你输入取件码就可以取到快递。
如果快递小哥逗你一下,故意给你发"057柜子"的取件码,然后在"057柜子"放一张纸条,上面写:快递在058柜子,这时候你肯定是按照纸条从"058柜子"里就可以拿到快递。
这里的"057柜子"就是指针,指针里面存放另一个变量(058柜子)的地址。
如果快递小哥给你发"056柜子"的取件码,在"056柜子"里放一张纸条写:快递在"057柜子"里,又在"057柜子"里放一张纸条写:快递在"058柜子"里。
这里的"056柜子"就是二级指针,"057柜子"就是指针,"058柜子"就是指针存放的另一个变量。
现在明白了二级指针吧,那么,N级指针也就那样,也就是指向指针的指针的指针的指针的指针........,是不是非常简单!
int a = 1;int *p = &a;int **pp = &p; // 二级指针pp存放指针p的地址,即二级指针pp指向指针pint ***ppp = &pp; // 三级指针ppp存放二级指针pp的地址,即三级指针ppp指向二级指针pp......
总之,如果一个内存如果存放的是另一个变量的地址,那么就叫指针。一块内存要么存放实际内容/数据,要么存放的是另一个变量的地址,确实是刚刚所说的非常简单。
【总结两点】:
1. 指针本身也是一个变量,也有自己的地址,需要内存存储。
2. 指针存放的是所指向的变量的地址,这个所指向的变量也可以是一个指针。
【特别注意】:面试可能被问到指针的大小
1. 指针的大小跟指针是什么类型的没有任何关系。
2. 在32为系统系统中,所有的指针大小都是4个字节,原因是32系统上所有变量的地址都是32位的,而指针用来存地址的。
最后,大家要明白一个概念,其实并没有什么多级指针这种东西,多级指针就是个指针,称为多级指针是为了我们方便表达而取的逻辑名称。
四. 多维数组
二维数组其实和二级指针有着相似的理解方法:
比如a[3][2],把它理解成一个一维数组来看待,这个一维数组里面有三个元素,只是这个一维数组有点特殊,它的每个元素又是一个一维数组而已。
懂了上面这段话,二维数组就很好理解。
前面我们已经知道一维数组a[3]中,a实质上是一个指针,指向这个数组首元素a[0]:
int a[3] = {1, 2, 3};// a[0] --> *aprintf("%d\n", *a); // 打印 1 --> a[0] 的值// a[1] --> *(a + 1)printf("%d\n", *(a + 1)); // 打印 2 --> a[1] 的值// a[2] --> *(a + 2)printf("%d\n", *(a + 2)); // 打印 3 --> a[2] 的值
那么,二维数组a[3][2]当成一维数组看是不是可以得出:
int a[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};// a[0][0] --> (*a)[0]printf("%d\n", (*a)[0]); // 打印 1 --> a[0][0] 的值// a[1][0] --> (*(a + 1))[0]printf("%d\n", (*(a + 1))[0]); // 打印 3 --> a[1][0] 的值// a[2][0] --> (*(a + 2))[0]printf("%d\n", (*(a + 2))[0]); // 打印 5 --> a[2][0] 的值// a[2][1] --> (*(a + 2))[1]printf("%d\n", (*(a + 2))[1]); // 打印 6 --> a[2][1] 的值// ..... 二维数组其它元素类似都可以输出
结论一:a[m][n] 等价于 (*(a + m)[n] -->就是一个数组指针(后面会提到)
基于前面两种指针和数组的变换,可以继续得出:
int a[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};// a[0][0] --> (*a)[0] --> *(*a + 0) --> 把 *a 当成整体printf("%d\n", *(*a)); // 打印 1 --> a[0][0] 的值// a[1][0] --> (*(a + 1))[0] --> *(*(a + 1) + 0)printf("%d\n", *(*(a + 1))); // 打印 3 --> a[1][0] 的值// a[2][0] --> (*(a + 2))[0] --> *(*(a + 2) + 0)printf("%d\n", *(*(a + 2))); // 打印 5 --> a[2][0] 的值// a[2][1] --> (*(a + 2))[1] --> *(*(a + 2) + 1)printf("%d\n", *(*(a + 2) + 1)); // 打印 6 --> a[2][1] 的值// ..... 二维数组其它元素类似都可以输出
结论二:a[m][n]等价于 *(*(a + m) + n)
五. 数组指针与指针数组
1. 数组指针:指针在后,说明它就是个指针,所以数组指针指向的是数组,相当于一次声明了一个指针。从前面就已经知道,二维数组a[3][2]中,a实质上就是一个数组指针。
公式:
指向的那个数组的元素类型 (*指针名字)[指向的数组的元素个数]
2. 指针数组:数组在后,说明它就是个数组。字符数组是什么?就是存放字符的数组,那么指针数组就是存放指针类型的数组,相当于一次声明了多个指针。
公式:
数组元素的类型 数组名字[数组元素个数]
char *a[3] = {"red", "green", "blue"};char **pp = a; //定义二级指针pp, a本质上相当于二级指针printf("%s\n", pp[0]); // 打印 redprintf("%s\n", pp[1]); // 打印 greenprintf("%s\n", pp[2]); // 打印 blue
直观上区分数组指针和指针数组的方法:
由于数组指针的 [] 比 * 的优先级高,所以数组指针的指针加括号,所以看看指针有没有用圆括号括起来,就可以区分开。
六. 其它
关于指针想写的内容还有很多,其实这只是开了个头,比如:野指针、函数指针、函数参数传递方式、const 修饰指针、动态内存分配: malloc 和 free、堆, 栈、内存泄露......,以后再慢慢补齐。
指针在链表使用的比较多,多写一些链表的操作会对指针理解很有帮助,链表节点的增加、删除、修改、查找,单向链表、双向链表、双向循环链表、内核链表等等。
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