1 指针变量的基本操作基本操作 5 w; p& C" s+ _- T& [
int a,*iptr,*jptr,*kptr;
iptr = &a;
jptr = iptr;
*jptr = 100;
kptr = NULL; 图解:
0 e! ~% V* t7 _: u' Z* v2 L
% O/ F: M/ H l
1.1 己址和己空间
6 A E3 K5 Y* B- J- t 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。
. G4 V+ y- J* _, ^+ N$ a 1.2 己值、他址、他空间 $ b$ X( ^1 G3 \& m- p
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。
1 X% I; P1 S& j6 c% O. {3 Y* L 1.3 声明与初始化 J7 x3 `7 U4 h, O% z; {0 Y
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:
6 ]* L3 S4 s/ o. _9 f | int *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 0 d( G M- C8 Z- d
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。
, A/ g; c% E4 } ^ #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:
4 ~( t7 m/ r/ U2 _! ^7 q0 g& m
1 H8 S' k; U8 A% Q. {/ J% S 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:& m. F) {+ y# T! v% g" R
1 A4 d& I- x' h h) _7 Q$ H 2 指针变量与数组名 $ j" z( O1 B9 c$ W6 ~" K
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
+ ?) P; B- v6 k2 n3 X #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;
}
8 @" ~" w! e, I4 ?: P0 S 3 主调函数与被调函数之间的指针传递
1 x: v, N- O) ~( q$ k. _6 e 看以下代码:4 V6 I7 M9 s) y
#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:3 \! y2 Q. f N# M( l6 h
swap1传值:
) R* |) |) c; { h3 {- g
1 j0 w3 _6 ^0 h
swap2传址(指针传递):
, G7 `5 x! o7 Q" d$ `$ T9 g/ T/ |
0 m+ z0 @: c1 \
4 数组做函数参数
- p4 C+ N2 K' k0 j1 ?- O9 X 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。
, K8 q% X- \0 G3 j A+ \ 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。
s3 {$ c6 {. X; D4 a) d: T+ B void 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:
, d' ^! [( \% ^$ k. ?5 P$ ?
Q; \" ?* d- U