C 语言 指针

指针,是 C 语言中最简单又最复杂的。当我们觉得它太难的时候看起来往往简单到家,但我们一旦轻视,就糟糕了。可以说,完全掌握了指针,那才叫理解 C 语言。

通过指针,可以简化一些 C 编程任务的执行,还有一些任务,如动态内存分配,没有指针是无法执行的。

我们前面学习过,每一个变量都有一个内存位置,每一个内存位置都可使用 取地址符(&) 来访问的地址,它表示了在内存中的一个地址。

请看下面的范例,它将输出定义的变量地址:

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  i1 = 7;
   char c1[13];

   printf("i1 变量的地址: %p\n", &i1  );
   printf("i1 变量的地址: %p\n", &c1  );

   return 0;
}

编译和运行上面的代码,输出结果如下

$ gcc main.c && a.out
i1 变量的地址: 0x7fff515902c0
i1 变量的地址: 0x7fff515902cb

什么是指针?

指针 是一个变量,其值为另一个变量的地址,即,内存位置的直接地址。

就像其他变量或常量一样,我们必须在使用指针存储其他变量地址之前,对其进行声明。

指针变量声明的一般形式为:

type *var-name;
  • type 是指针的基类型,它必须是一个有效的 C 数据类型

  • var-name 是指针变量的名称。

  • 用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。 但是,在这个语句中,星号是用来指定一个变量是指针。

以下是有效的指针声明:

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;     /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型,不管是整型、浮点型、字符型,还是其他的数据类型,都是一样的,都是一个代表内存地址的长的十六进制数。

不同数据类型的指针之间唯一的不同是,指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

如何使用指针?

使用指针时会频繁进行以下几个操作:

  1. 定义一个指针变量
  2. 把变量地址赋值给指针
  3. 访问指针变量中可用地址的值。

这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。

这时候的 * 号又称为 解地址运算符。

下面这个范例演示了如何使用指针

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  age = 37;   /* 实际变量的声明 */
   int  *ip;        /* 指针变量的声明 */

   ip = &age;  /* 在指针变量中存储 age 的地址 */

   printf("Address of age variable: %p\n", &age  );

   /* 在指针变量中存储的地址 */
   printf("Address stored in ip variable: %p\n", ip );

   /* 使用指针访问值 */
   printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip );

   return 0;
}

编译和运行上面的范例,输出结果如下

$ gcc main.c && a.out
Address of age variable: 0x7fff5bde12d8
Address stored in ip variable: 0x7fff5bde12d8
Value of *ip variable: 37

C 语言 中的 NULL 指针

在变量声明的时候,如果没有确切的地址可以赋值,为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。

赋为 NULL 值的指针被称为 指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。

下面这个范例演示了 NULL 指针的使用

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  *p = NULL;

   printf("p 的值是 %p\n", p  );

   return 0;
}

编译和运行上面的代码,输出结果如下

$ gcc main.c && a.out
p 的值是 0x0

在大多数的操作系统上,程序不允许访问地址为 0 的内存,因为该内存是操作系统保留的。然而,内存地址 0 有特别重要的意义,它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例,如果指针包含空值(零值),则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针,您可以使用 if 语句,如下所示:

if(ptr)     /* 如果 p 非空,则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空,则完成 */

C 语言 指针详解

在 C 语言中,有很多指针相关的概念,这些概念都很简单,但是都很重要。

下表列出的是 C 程序员必须清楚的一些与指针相关的重要概念

概念 描述
指针的算术运算 可以对指针进行四种算术运算:++、--、+、-
指针数组 可以定义用来存储指针的数组
指向指针的指针 指向指针的指针
传递指针给函数 通过引用或地址传递参数,使传递的参数在调用函数中被改变
从函数返回指针 函数返回指针到局部变量、静态变量和动态内存分配
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