C语言由浅入深理解指针

2022-05-09 11:59:20 作者：龟π气功

C语言这门课程在计算机的基础教学中一直占有比较重要的地位，然而要想突破C语言的学习，对指针的掌握是非常重要的，本文将具体针对指针的基础做详尽的介绍

1. 相关概念

操作系统给每个存储单元分配了一个编号，从ox00 00 00 00~0xff ff ff ff，这个编号称为地址，指针就是地址
指针变量：即这个变量用来存放一个地址编号
无论什么类型的地址，都是存储单元的变换，在32位平台下都是4个字节，即任何类型的指针变量都是4个字节大小，64位操作系统占8个字节。
对应类型的指针变量，只能存放对应类型的地址。例如整型指针变量，只能存放整型变量的地址。

#include <stdio.h>
int main()
{
    char *a;
    short *b;
    int *c;
    long *d;
    float *e;
    double *f;
    printf("sizeof(a)=%d\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(b)=%d\n", sizeof(b));
    printf("sizeof(c)=%d\n", sizeof(c));
    printf("sizeof(d)=%d\n", sizeof(d));
    printf("sizeof(e)=%d\n", sizeof(e));
    printf("sizeof(f)=%d\n", sizeof(f));
    return 0;
}

可见，我的操作系统是64位的。

为什么在64位系统中指针的大小是8，而32位的却是4？

64位系统，这个位数指的是CPU 里面的通用寄存器的数据宽度为64位，也就是说一个地址占二进制位数是64，所以：

sizeof(double *)==sizeof(int *)==sizeof(char *)==64/8==8

32位系统，同理，他的一个地址占32位二进制空间，sizeof(double *)==sizeof(int *)==sizeof(char *)==32/8==4

其实明白了两个系统的寻址原理就能明白，大体就是这个原因。地址跟系统有关，但是基本数据类型占的大小是由C语言本身决定。

2. 指针的定义方法

数据类型 *指针变量名

int p; // 定义了一个指针变量p 在定义指针变量的时候，是用来修饰变量的，代表指针变量。

关于指针的运算符：

& 取地址 * 取值

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 100;
    int *p; // 定义一个指针变量
    p = &a; // 给指针变量赋值
    printf("a = %d, %d\n", a, *p);  // *p 等价于变量 a
    return 0;
}

拓展：如果一行中定义多个指针变量，每个变量前面都要加*修饰

3. 指针的分类

字符指针
短整型指针
整型指针
长整型指针
float型指针
double型指针
函数指针
结构体指针
指针的指针
数组的指针

4. 指针和变量的关系

引用变量的方法：

1.直接通过变量的名称

2.通过*指针名称引用

#include <stdio.h>
int main()
{
    int *p1, *p2, temp, a, b;
    p1 = &a;
    p2 = &b;
    printf("请输入a,b的值：\n");
    scanf("%d %d", p1, p2); // 和之前的scanf不同，这里直接用p1p2作为写入地址。
    temp = *p1;  // 用p1指向的变量a给temp赋值
    *p1 = *p2; // 用p2指向的变量b给p1指向的变量a赋值
    *p2 = temp;  // temp给p2指向的变量b赋值
    printf("a=%d b=%d\n", a, b);
    printf("*p1=%d,*p2=%d\n", *p1, *p2);
    return 0;
}

如果想让不同类型的指针相互赋值的时候，需要强制类型转换：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0x1234, b = 0x5678;  // 4个字节
    char *p1, *p2;  // char类型只能保存一个字节
    printf("%#x  %#x\n", a, b);
    p1 = (char *)&a;  // 强制类型转换
    p2 = (char *)&b;
    printf("%#x  %#x\n", *p1, *p2);
    p1++;  // 指针向上移动
    p2++;
    printf("%#x  %#x\n", *p1, *p2);
    return 0;
}

5. 指针与数组的关系

指针保存的是数组第一个元素的地址

也可以通过*（p+2）=100给当前地址的下一个变量赋值

#include<stdio.h>
int main(){
    int a[5] = {0,1,2,3,4};
    int *p;
    p = a;
    // 指针指向数组a的第一个元素的首地址
    printf("a[2]=%d\n",a[2]);
    printf("p[2]=%d\n",p[2]);
    // *(a+n) <==> *(p+n) <==> a[n] <==> p[n]
    printf("*(p+2)%d\n",*(p+2));
    printf("*(a+2)%d\n",*(a+2));
    printf("p=%p\n",p);
    printf("p+2=%p\n",p+2);
    return 0;
}

6. 指针的运算

指针可以加一个整数，往下指几个它指向的变量，结果还是地址

#include <stdio.h>
void test1()
{
    int a[10];
    int *p, *q;
    p = a;
    q = p + 2;  // p q 间隔8个字节，意味着加一个整数最终移动的字节数与指针变量的类型也有关系
    printf("p=%p\n", p);
    printf("q=%p\n", q);
    return;
}
int main()
{
    test1();
    return 0;
}

两个相同的指针可以比较大小

前提：指向同一个数组的元素

#include <stdio.h>
void test2()
{
    int a[10];
    int *p, *q;
    p = &a[1];
    q = &a[6];
    if (p < q)
    {
        printf("p < q\n");
    }
    else if (p > q)
    {
        printf("p > q\n");
    }
    else
    {
        printf("p = q\n");
    }
    return;
}
int main()
{
    //  test1();
    test2();
    return 0;
}

两个同类型的指针可以做减法

前提：指向同一个数组元素，减法的结果是指针指向的中间有多少个元素

#include <stdio.h>
void test3()
{
    int a[10];
    int *p, *q;
    p = &a[0];
    q = &a[3];
    printf("%ld\n", q - p);
    return ;
}
int main()
{
    //  test1();
    //  test2();
    test3();
    return 0;
}

两个相同类型的指针可以相互赋值

#include <stdio.h>
void test4()
{
    int a = 100;
    int *p, *q;
    p = &a;
    printf("a=%d %d\n", a, *p);
    q = p;
    printf("*q=%d\n", *q);
    *q = 999;
    printf("a=%d\n", a);
}
int main()
{
    //  test1();
    //  test2();
    //  test3();
    test4();
    return 0;
}

到此这篇关于C语言由浅入深理解指针的文章就介绍到这了,更多相关C语言指针内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！