1 指针变量的基本操作基本操作
# J- C8 g# m5 O5 ~' o, aint a,*iptr,*jptr,*kptr;
iptr = &a;
jptr = iptr;
*jptr = 100;
kptr = NULL; 图解:$ a: R: t6 [) u. h- O# l- `! o8 g
t+ a, n! M- R2 d M- c% ^! I1.1 己址和己空间1 t$ o) N9 K; z S4 s e7 `
指针变量也是一个变量,对应一块内存空间,对应一个内存地址,指针名就是己址。这空内存空间多大?一个机器字长(machine word),32位的CPU和操作系统就是32个位,4个字节,其值域为:0x-0xFFFFFFFF。64位的CPU和操作系统就是64个位,8个字节,其值域为:0x-0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
9 H- j+ L2 u/ k2 J9 x1.2 己值、他址、他空间# }' f3 @3 |1 l% V# G/ O
指针变量的值就是其指向的空间的地址,指向的地址的空间大小就是指针变量指向类型的大小。6 i. b* K: ]8 j+ L9 C2 v
1.3 声明与初始化/ t- v% i% B/ |5 B
当声明一个指针变量,没有初始化时,指针变量只获得了其自身的内存空间,而其指向还没有确定,此时指针变量解引用做左值是非法操作。如果要使用指针变量解引用做左值,有三条途径:
# R/ \6 V, y( o; b; Cint *ptr;
int *ptr_2;
int a = 1;
ptr_2 = &a;
// *ptr = 0; // 非法操作,其指向其指向的内存空间还未确定
ptr = &a; // ① 右值是一个变量地址
ptr = ptr_2; // ② 右值是一个同类型指针,且已初始化
ptr = (int*)malloc(sizeof(int));// ③ 右值是一个内存分配函数返回一个void指针
*ptr = 0; // 合法操作,ptr有了确定的指向及指向的内存空间; 1.4 函数之间指针值的传递9 o0 v4 p/ ]$ o8 v5 r; B9 B6 Z
函数(如下例的funcForSpace())内定义局部变量(如下例的a)保存在一个函数的栈帧上,当一个函数执行完毕后,另一个函数(如下例的stackFrame_reuse())执行时,该空间会被stackFrame_reuse()重复使用,a所使用的空间将不复存在,所以当一个指针变量指向局部变量的内存空间时,其地址值传递给主调函数时,并不是一个有效值。#include <stdio.h>
void funcForSpace(int **iptr) {
int a = 10;
*iptr = &a;
}
void stackFrame_reuse()
{
int a[1024] = {0};
}
int main()
{
int *pNew;
funcForSpace(&pNew);
printf("%d\n",*pNew); // 10,此时栈帧还未被重复使用
stackFrame_reuse();
printf("%d\n",*pNew); // -858993460,垃圾值
while(1);
return 0;
} 可以在funcForSpace()内分配一块堆内存,传递给主调函数。
# K; H! C- p& ]+ m% n#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
int g(int **iptr) { // 当试图修改主调函数的一级指针变量时,被调函数的参数是一个二级指针
if ((*iptr = (int *)malloc(sizeof(int))) == NULL)
return -1;
}
int main()
{
int *jptr;
g(&jptr);
*jptr = 10;
printf("%d\n",*jptr); // 10
free(jptr);
while(1);
return 0;
} 可以图示一下以上代码指针的传递过程:; e+ B! H3 T: L) E5 ^
. @% K, u' u: s- ~( c 以下图示a表示计算机内存,b表示一个函数调用时在栈(stack)上开辟的栈帧空间:/ z" e7 p `! \5 C
9 Y* o1 U1 {7 O2 ~- r: R# ?. h+ b
2 指针变量与数组名
! N" \) g8 T% L% N/ t, I# Q数组名在一定的上下文中会转换为指向数组首元素的地址,以方便指针的算术运算,如
! O# O6 M$ V8 [8 S8 U; `#include <stdio.h>
int main()
{
int a[5] = {0};
char b[20] = {0};
*(a+3) = 10; // a+3是指相对于地址a,偏移sizeof(int)个字节
*(b+3) = 'x'; // b+3是指相对于地址b,偏移sizeof(char)个字节
printf("%d, %c\n",a[3],b[3]); // 10, x
while(1);
return 0;
}
9 H1 Q* C! d. D/ r4 Y% f+ O. n- m
3 主调函数与被调函数之间的指针传递% }8 y1 j% V1 s5 a; \1 U* m" _& W
看以下代码:7 i9 M; ]& z: G) P8 x: E! i
#include <stdio.h>
void swap1(int x, int y) {
int tmp;
tmp = x; x = y; y = tmp;
}
void swap2(int *x, int *y) {
int tmp;
tmp = *x; *x = *y; *y = tmp;
}
void caller()
{
int a = 10;
int b = 20;
swap1(a,b);
printf("%d %d\n",a,b);
swap2(&a,&b);
printf("%d %d\n",a,b);
}
int main()
{
caller();
return 0;
} 以上代码可用以下图示理解:
8 W$ r% I4 n3 p7 m3 j( V/ P5 `swap1传值:2 r/ Q8 x4 }* u2 t. I! v
( d" Y0 Y8 E5 S& {" h" zswap2传址(指针传递):
8 z$ x) m, ~$ F9 ?& p/ w2 z
6 a$ }) B# K- U" j4 数组做函数参数- g! z" f, S5 d
二维数组是数组的数组,n维数组是n-1维数组的数组。内存是一维的字节序列,所谓的n维数组其实只是一个逻辑意义的表示,其物理结构还是一维线性的。5 U* w5 Y1 m* _% r
n维数组的元素是一个n-1维数组。如果用指针指向一个n维数组,其指针类型必须有n-1维的长度信息,当其用作函数参数时也是如此。
5 C4 P2 q- f: U6 B% T: Hvoid g(int a[][2]) { // void g(int(*a)[2]){是相同写法
a[2][0] = 5;
}
void caller()
{
int a[3][2];
int (*p)[2] = a;
*(*(p+2)+0) = 7; // p=2表示相对于地址p偏移sizeof(*p)
printf("%d\n",a[2][0]); // 7
g(a);
printf("%d\n",a[2][0]); // 5
} 以上代码可以用以下图示辅助理解:' o/ @! Z$ W! N0 J# n7 h0 @. ~2 O( S
4 X; @; a; P/ E4 w; k2 u
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