一、什么是指针
指针是一种特殊的数据类型,使用它可以定义指针变量,指针变量中存储的是整型数据,该数据代表了内存的编号(地址),可以通过这个编号访问到对应的内存
二、为什么要使用指针
1、函数之间内存是相互独立的,但有时候需要函数之间共享变量
普通传参是单向值传递
全局变量容易命名冲突
使用数组还需要额外传递长度
虽然函数之间内存空间和命名空间是相互独立的,但是地址空间是同一个,所以使用指针可以解决这个问题
2、由于函数之间普通变量是单向值传递(拷贝),因此对于一些字节数比较多的变量,值传递的效率很低,如果传递的是地址只需要4(32位)\8(64位)字节,可以提高传参效率
3、堆内存无法取名字,它不像data、bss、stack这些可以让变量名与对应的内存建立联系,只能使用指针变量记录堆内存的地址从而使用堆内存
三、如何使用指针
定义:
类型名* 变量名_p;
1、指针变量与普通变量的用法有很大区别,建议在取名时以p结尾加以区分
2、指针变量的类型表示它存储的是什么类型变量的地址,它决定了通过该指针变量能够连续访问的字节数
3、一个*只能定义一个指针变量
int* a,b,c; // a是指针变量,bc是int类型变量
int *p1,*p2,*p3; //p1p2p3都是指针变量
4、指针变量与普通变量一样,默认初始值是随机的,一般初始化为NULL
2、赋值
变量名_p = 地址; //必须是有权限且有意义的内存地址
栈内存: int num;int* p;
p = #
堆内存:
p = malloc(4);
3、解引用
*变量名_p;
*p = 10;
printf("%d",*p);
通过该指针变量中存储的内存编号去访问对应的内存,具体连续访问的字节数由该指针类型决定
注意:该过程可能会产生段错误,根源是该指针变量中存储的是非法内存地址
练习1:实现一个变量交换函数,调用它对一个数组进行排序
int n1 = 10,n2 = 20;
n1 ->20 n2 ->10
void swap(int num1,int num2)
练习2:实现一个函数,计算两个整数的最大公约数和最小公倍数,最大公约数通过return返回,最小公倍数使用指针处理
3 6 3
3 6 6
int max_min_num(int num1,int num2,int* p)
四、使用指针需要注意的问题
空指针:值为NULL的指针变量叫做空指针,如果对空指针解引用就会产生段错误
NULL一般用于初始化指针变量
NULL是一种错误标志,如果一个函数的返回值类型是指针类型时,该函数执行出错则可以返回NULL
NULL可以被判断 if(NULL == p) if(!p)
注意:绝大多数系统中NULL就是0,个别系统中是1
如何避免空指针带来的段错误?
当使用来历不明的指针前一定要先做判断
1、当函数的返回值是指针类型,获取后先判断后使用
2、当你函数的参数是指针时,别人可能会传空指针,使用前先判断
野指针:指向不确定的内存空间的指针叫做野指针
对野指针解引用有什么后果:
1、一切正常
2、段错误
3、脏数据
野指针比空指针危害更大,因为它无法判断出来,并且它的问题可能是隐藏性的短时间内不暴露而已
所有的野指针都是程序员自己制造
如何避免产生野指针:
1、定义指针变量时一定要初始化
2、函数不要返回局部变量(栈内存)的地址
3、当指针所指向的内存被释放后,指针变量要及时置空
int* p = malloc(4);
free(p);
p = NULL;
五、指针的运算
指针变量中存储的是整数,理论上整形数据可以使用的运算符它都可以使用,但是绝大多数运算都无意义
指针 + n <=> 指针+指针类型字节数*n 前进了n个元素
指针 - n <=> 指针-指针类型字节数*n 后退了n个元素
运算后得到的结果依然是一个临时的指针
指针 - 指针 <=> (指针-指针)/类型字节数 计算出两个指针变量之间间隔了多少个指针元素个数
必须类型相同的指针才可以相减
六、const与指针
就近原则:看const右边先跟着的是*(内存) 还是 p(指向)
const int* p; 保护指针所指向的内存数据不能修改
int const *p; 同上
int* const p; 保护指针的指向不能修改
const int* const p; 保护指针指向的内存和指向都不能修改
int const * const p; 同上
当我们为了提高传参效率而使用指针时,传参效率提高了,但是变量共享后有被修改的风险,因此配合const可以进行保护
七、指针数组与数组指针
指针数组:(数组)
就是由指针组成的数组,它的成员都是类型相同的指针变量
类型* arr[长度] = {};
int* arr[10];
数组指针:int* p=(int*)(&arr+1) (越过整个数组,取完地址 数组指针)
专门指向数组的指针
类型 (*arrp)[长度];
int (*arrp)[10];
含义:arrp是一个专门指向类型为int,长度为10的数组的指针
当使用堆内存的二维数组时会使用它俩
八、指针与数组名
数组名是一种特殊的"指针",它与数组在内存中的首地址之间存在映射关系,它没有自己的存储空间,数组名是常量,不能修改它所代表的值
&arr[0] == &arr == arr
指针变量有自己的存储空间,它与内存之间是指向关系,如果它存储了数组的首地址时,那么指针可以当做数组使用,同时数组名也可以当做指针使用
int* p = arr;
p[i] == *(p+i)
arr[i] == *(arr+i)
arr[i][j] == *(*(arr+i)+j)
九、二级指针
二级指针就是指向指针的指针,里面存储的是指针变量的地址
定义:
类型名** 变量名_pp;
赋值:
变量名_pp = &指针变量;
解引用:
*变量名_pp == 指针变量;
**变量名_pp == *指针变量 == 数据