C語(yǔ)言 指針

2023-01-11 16:25 更新

學(xué)習(xí) C 語(yǔ)言的指針既簡(jiǎn)單又有趣。通過(guò)指針,可以簡(jiǎn)化一些 C 編程任務(wù)的執(zhí)行,還有一些任務(wù),如動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配,沒(méi)有指針是無(wú)法執(zhí)行的。所以,想要成為一名優(yōu)秀的 C 程序員,學(xué)習(xí)指針是很有必要的。

正如您所知道的,每一個(gè)變量都有一個(gè)內(nèi)存位置,每一個(gè)內(nèi)存位置都定義了可使用連字號(hào)(&)運(yùn)算符訪問(wèn)的地址,它表示了在內(nèi)存中的一個(gè)地址。請(qǐng)看下面的實(shí)例,它將輸出定義的變量地址:

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  var1;
   char var2[10];

   printf("var1 變量的地址: %x\n", &var1  );
   printf("var2 變量的地址: %x\n", &var2  );

   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:

var1 變量的地址: bff5a400
var2 變量的地址: bff5a3f6

通過(guò)上面的實(shí)例,我們了解了什么是內(nèi)存地址以及如何訪問(wèn)它。接下來(lái)讓我們看看什么是指針。

什么是指針?

指針是一個(gè)變量,其值為另一個(gè)變量的地址,即,內(nèi)存位置的直接地址。就像其他變量或常量一樣,您必須在使用指針存儲(chǔ)其他變量地址之前,對(duì)其進(jìn)行聲明。指針變量聲明的一般形式為:

type *var-name;

在這里,type 是指針的基類型,它必須是一個(gè)有效的 C 數(shù)據(jù)類型,var-name 是指針變量的名稱。用來(lái)聲明指針的星號(hào) * 與乘法中使用的星號(hào)是相同的。但是,在這個(gè)語(yǔ)句中,星號(hào)是用來(lái)指定一個(gè)變量是指針。以下是有效的指針聲明:

int    *ip;    /* 一個(gè)整型的指針 */
double *dp;    /* 一個(gè) double 型的指針 */
float  *fp;    /* 一個(gè)浮點(diǎn)型的指針 */
char   *ch     /* 一個(gè)字符型的指針 */

所有指針的值的實(shí)際數(shù)據(jù)類型,不管是整型、浮點(diǎn)型、字符型,還是其他的數(shù)據(jù)類型,都是一樣的,都是一個(gè)代表內(nèi)存地址的長(zhǎng)的十六進(jìn)制數(shù)。不同數(shù)據(jù)類型的指針之間唯一的不同是,指針?biāo)赶虻淖兞炕虺A康臄?shù)據(jù)類型不同。

如何使用指針?

使用指針時(shí)會(huì)頻繁進(jìn)行以下幾個(gè)操作:定義一個(gè)指針變量、把變量地址賦值給指針、訪問(wèn)指針變量中可用地址的值。這些是通過(guò)使用一元運(yùn)算符 * 來(lái)返回位于操作數(shù)所指定地址的變量的值。下面的實(shí)例涉及到了這些操作:

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  var = 20;   /* 實(shí)際變量的聲明 */
   int  *ip;        /* 指針變量的聲明 */

   ip = &var;  /* 在指針變量中存儲(chǔ) var 的地址 */

   printf("Address of var variable: %x\n", &var  );

   /* 在指針變量中存儲(chǔ)的地址 */
   printf("Address stored in ip variable: %x\n", ip );

   /* 使用指針訪問(wèn)值 */
   printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip );

   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:

Address of var variable: bffd8b3c
Address stored in ip variable: bffd8b3c
Value of *ip variable: 20

C 中的 NULL 指針

在變量聲明的時(shí)候,如果沒(méi)有確切的地址可以賦值,為指針變量賦一個(gè) NULL 值是一個(gè)良好的編程習(xí)慣。賦為 NULL 值的指針被稱為指針。

NULL 指針是一個(gè)定義在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的值為零的常量。請(qǐng)看下面的程序:

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  *ptr = NULL;

   printf("ptr 的值是 %x\n", ptr  );
 
   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí),它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果:

ptr 的值是 0

在大多數(shù)的操作系統(tǒng)上,程序不允許訪問(wèn)地址為 0 的內(nèi)存,因?yàn)樵搩?nèi)存是操作系統(tǒng)保留的。然而,內(nèi)存地址 0 有特別重要的意義,它表明該指針不指向一個(gè)可訪問(wèn)的內(nèi)存位置。但按照慣例,如果指針包含空值(零值),則假定它不指向任何東西。

如需檢查一個(gè)空指針,您可以使用 if 語(yǔ)句,如下所示:

if(ptr)     /* 如果 p 非空,則完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 為空,則完成 */

C 指針詳解

在 C 中,有很多指針相關(guān)的概念,這些概念都很簡(jiǎn)單,但是都很重要。下面列出了 C 程序員必須清楚的一些與指針相關(guān)的重要概念:

概念 描述
指針的算術(shù)運(yùn)算 可以對(duì)指針進(jìn)行四種算術(shù)運(yùn)算:++、--、+、-
指針數(shù)組 可以定義用來(lái)存儲(chǔ)指針的數(shù)組。
指向指針的指針 C 允許指向指針的指針。
傳遞指針給函數(shù) 通過(guò)引用或地址傳遞參數(shù),使傳遞的參數(shù)在調(diào)用函數(shù)中被改變。
從函數(shù)返回指針 C 允許函數(shù)返回指針到局部變量、靜態(tài)變量和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。


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