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引言
在 C 语言中，指针是理解内存管理和数据操作的核心概念。它就像一把钥匙，帮助我们打开数据存储的宝库，实现对数据的灵活访问和操作。本文将带你深入了解指针的奥秘，掌握指针的类型、运算和与数组的关系，并学习如何避免野指针导致的程序错误。
一、认识指针
指针是什么？
在 C 语言中，指针 是一个非常重要的概念，它就像一把钥匙，可以帮助你访问内存中的数据，并进行灵活的操作。简单来说，指针就是地址，它指向内存中某个变量的存储位置。
二、指针变量和地址
在C语⾔中创建变量其实就是向内存申请空间，⽐如：#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
return 0;
}
上述的代码就是创建了整型变量a，内存中申请4个字节，⽤于存放整数10，其中每个字节都有地址，上图中4个字节的地址分别是：
0x008FFC54
0x008FFC55
0x008FFC56
0x008FFC57 1.取地址操作符
那我们如何能得到a的地址呢？ 这⾥就得学习⼀个操作符' & '-- 取地址操作符
我们可以知道：&a取出的是a所占4个字节中地址较⼩的字节的地址。
2.指针变量
那我们通过取地址操作符'&'拿到的地址是⼀个数值，⽐如：0x00AF9C，这个数值有时候也是需要存储起来，⽅便后期再使⽤的，那我们把这样的地址值存放在哪⾥呢？答案是：指针变量中。
指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;//取出a的地址并存储到指针变量p中
return 0;
}
//p是一个变量（指针变量），是一块空间，p左边写的是 int*
//*是在说明p是指针变量，
//int 是在说明p指向的是整型(int)类型的对象
指针理解的2个要点：
1. 指针是内存中一个最小单元的编号，也就是地址
2. 平时口语中说的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量
总结：指针就是地址，口语中说的指针通常指的是指针变量。
3.解引用操作符
我们将地址保存起来，未来是要使⽤的，那怎么使⽤呢？ 在现实⽣活中，我们使⽤地址要找到⼀个房间，在房间⾥可以拿去或者存放物品。 C语⾔中其实也是⼀样的，我们只要拿到了地址（指针），就可以通过地址（指针）找到地址（指针） 指向的对象，这⾥必须学习⼀个操作符叫解引⽤操作符' * '（也叫间接访问操作符）。
上⾯代码中第7⾏就使⽤了解引⽤操作符，
*p
的意思就是通过p中存放的地址，找到指向的空间，
*p其实就是a变量了；所以*p= 1，这个操作符是把a改成了1。
这⾥如果⽬的就是把a改成0的话，写成
a = 0;
不就完了，
为啥⾮要使⽤指针呢？
其实这⾥是把a的修改交给了pa来操作，这样对a的修改，就多了⼀种的途径，写代码就会更加灵活，后期慢慢就能理解了。
4.指针变量的大小
指针变量的大小取决于机器架构 32位平台下地址是32个bit位，指针变量⼤⼩是4个字节 64位平台下地址是64个bit位，指针变量⼤⼩是8个字节 注意指针变量的⼤⼩和类型是⽆关的，只要指针类型的变量，在相同的平台下，⼤⼩都是相同的。
三、指针和指针类型
1.指针的类型
这里我们在讨论一下：指针的类型 我们都知道，变量有不同的类型，整形，浮点型等。那指针有没有类型呢？ 当有这样的代码：int a= 10;
p = &a;要将&a（a的地址）保存到p中，我们知道p就是一个指针变量，那它的类型是怎样的呢？
我们给指针变量相应的类型：
char *pc = NULL; int *pi = NULL; short *ps = NULL; long *pl = NULL; float *pf = NULL; double*pd = NULL;这里可以看到，指针的定义方式是： type + * 。
其实： char* 类型的指针是为了存放 char 类型变量的地址。 short* 类型的指针是为了存放 short 类型变量的地址。 int* 类型的指针是为了存放 int 类型变量的地址。
2.指针+-整数
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 10;
char* pc = (char*)&n;
int* pi = &n;
printf("%p\n", &n);
printf("%p\n", pc);
printf("%p\n", pc + 1);
printf("%p\n", pi);
printf("%p\n", pi + 1);
return 0;
}运行结果如下：
我们可以看出， char* 类型的指针变量+1跳过1个字节， int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节。 这就是指针变量的类型差异带来的变化总结：指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）。
3.指针的解引用
我们可以看到： char* 的指针解引用就只能访问一个字节，而 int* 的指针的解引用就能访问四个字节。
总结：指针的类型决定了对指针解引用的时候有多大的权限（能操作几个字节）。
四、const修饰指针变量
1.const 修饰指向的数据
声明形式：const 类型 *指针名;
这意味着指针指向的数据是常量，即不能通过指针来修改数据的内容，但指针本身可以改变，指向其他的数据。
示例：//常量指针（Pointer to Constant）：指针指向的是常量，指针本身可以改变。 int a = 10; const int *ptr = &a; // ptr 是指向 int 类型的常量指针 *ptr = 20; // 错误，不能通过 ptr 修改 a 的值 ptr = &a; // 正确，可以改变 ptr 指向的地址
2.const 修饰指针本身
声明形式：类型 *const 指针名;
这意味着指针本身是一个常量，一旦被初始化，它的值（即指向的地址）就不能被改变。但是，可以通过指针来修改它所指向的数据。
示例：//指针常量（Constant Pointer）：指针本身是常量，指针指向的数据可以改变。 int a = 10; int *const ptr = &a; // ptr 是一个指向 int 类型的常量指针 *ptr = 20; // 正确，可以通过 ptr 修改 a 的值 ptr = &a; // 错误，不能改变 ptr 的值
3.const 同时修饰指针和指向的数据
声明形式：const 类型 *const 指针名;
这意味着指针本身是一个常量，且它指向的数据也是常量。因此，既不能改变指针的值，也不能通过指针修改它所指向的数据。
示例：nt a = 10; const int *const ptr = &a; // ptr 是一个指向 int 类型的常量指针，且它指向的数据也是常量 *ptr = 20; // 错误，不能通过 ptr 修改 a 的值 ptr = &a; // 错误，不能改变 ptr 的值
五、野指针
1.野指针概念
野指针（Wild Pointer）是指在程序中没有进行正确初始化的指针。野指针指向的内存地址是不确定的，因此它可能指向任何地方，包括有效的内存地址、非法的内存地址，甚至可能指向操作系统或其他程序正在使用的内存。由于野指针的不确定性，使用它们可能会导致不可预测的行为，包括程序崩溃和数据损坏。
2.野指针成因
①未初始化的指针：在声明指针后，如果没有对其进行初始化，它将是一个野指针。
int *p; // p 是一个野指针②指针释放后未置空：在释放（例如使用 free() 或 delete）指针指向的内存后，如果没有将指针置为 NULL，它将成为野指针。
int *p = malloc(sizeof(int));
free(p); // 此时应该将 p 置为 NULL，否则 p 变成野指针
③指针超出作用域：在函数中返回局部变量的地址，当函数返回后，局部变量被销毁，原来的地址变成野指针。
int* getPtr() {
int x = 10;
return &x; // 返回局部变量的地址，这是一个野指针
}3.如何规避野指针
①初始化指针：在声明指针后立即对其进行初始化，可以是具体的地址，也可以是 NULL。
int *p = NULL; // 初始化为 NULL②释放后置空：在使用 free() 或 delete 释放指针指向的内存后，立即将指针赋值为 NULL。
int *p = malloc(sizeof(int));
free(p);
p = NULL; // 置空指针③避免返回局部变量的地址：不要从函数中返回局部变量的地址，如果需要返回地址，应该使用动态分配的内存或全局变量。
int* getPtr() {
int *p = malloc(sizeof(int));
*p = 10;
return p; // 返回动态分配内存的地址
}④作用域检查：确保指针的使用不会超出其作用域。
六、指针运算
1.指针+- 整数
因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀个元素的地址，顺藤摸⽠就能找到后⾯的所有元素。
#include <stdio.h>
//指针+- 整数
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = &arr[0];
int i = 0;
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));//p+i 这⾥就是指针+整数
}
return 0;
}2.指针-指针
指针-指针可以得到两个指针之间的元素个数。
#include <stdio.h>
int my_strlen(char* s)
{
char* p = s;
while (*p != '\0')
p++;
return p - s;
}
int main()
{
char arr[] = "abcdefg";
printf("%d\n", my_strlen(arr));
return 0;
}3.指针的关系运算
指针和指针比较大小即地址和地址比较大小。
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = &arr[0];
int i = 0;
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
while (p < arr + sz) //指针的⼤⼩⽐较
{
printf("%d ", *p);
p++;
}
return 0;
}