C語言 指針

2023-01-11 16:25 更新

學習 C 語言的指針既簡單又有趣。通過指針,可以簡化一些 C 編程任務(wù)的執(zhí)行,還有一些任務(wù),如動態(tài)內(nèi)存分配,沒有指針是無法執(zhí)行的。所以,想要成為一名優(yōu)秀的 C 程序員,學習指針是很有必要的。

正如您所知道的,每一個變量都有一個內(nèi)存位置,每一個內(nèi)存位置都定義了可使用連字號(&)運算符訪問的地址,它表示了在內(nèi)存中的一個地址。請看下面的實例,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;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結(jié)果:

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

通過上面的實例,我們了解了什么是內(nèi)存地址以及如何訪問它。接下來讓我們看看什么是指針。

什么是指針?

指針是一個變量,其值為另一個變量的地址,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其他變量地址之前,對其進行聲明。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,它必須是一個有效的 C 數(shù)據(jù)類型,var-name 是指針變量的名稱。用來聲明指針的星號 * 與乘法中使用的星號是相同的。但是,在這個語句中,星號是用來指定一個變量是指針。以下是有效的指針聲明:

int    *ip;    /* 一個整型的指針 */
double *dp;    /* 一個 double 型的指針 */
float  *fp;    /* 一個浮點型的指針 */
char   *ch     /* 一個字符型的指針 */

所有指針的值的實際數(shù)據(jù)類型,不管是整型、浮點型、字符型,還是其他的數(shù)據(jù)類型,都是一樣的,都是一個代表內(nèi)存地址的長的十六進制數(shù)。不同數(shù)據(jù)類型的指針之間唯一的不同是,指針所指向的變量或常量的數(shù)據(jù)類型不同。

如何使用指針?

使用指針時會頻繁進行以下幾個操作:定義一個指針變量、把變量地址賦值給指針、訪問指針變量中可用地址的值。這些是通過使用一元運算符 * 來返回位于操作數(shù)所指定地址的變量的值。下面的實例涉及到了這些操作:

#include <stdio.h>

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

   ip = &var;  /* 在指針變量中存儲 var 的地址 */

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

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

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

   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(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

在變量聲明的時候,如果沒有確切的地址可以賦值,為指針變量賦一個 NULL 值是一個良好的編程習慣。賦為 NULL 值的指針被稱為指針。

NULL 指針是一個定義在標準庫中的值為零的常量。請看下面的程序:

#include <stdio.h>

int main ()
{
   int  *ptr = NULL;

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

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時,它會產(chǎn)生下列結(jié)果:

ptr 的值是 0

在大多數(shù)的操作系統(tǒng)上,程序不允許訪問地址為 0 的內(nèi)存,因為該內(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可訪問的內(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。

如需檢查一個空指針,您可以使用 if 語句,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)運算 可以對指針進行四種算術(shù)運算:++、--、+、-
指針數(shù)組 可以定義用來存儲指針的數(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)變量和動態(tài)內(nèi)存分配。


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