C语言-指针1（基础，原理，详细）

目录

一，了解内存和地址

二，指针变量

1，指针变量的表示和大小

1，指针变量的创建和使用

2，指针变量的大小：

2，解引用操作符(*）

3，不同指针变量的意义

1，指针解引用

2，指针加减整数

4，特殊指针:void*

5，const修饰指针

1，const修饰的常变量

2，const修饰的指针变量

三，指针运算

1，指针+-整数

2，指针-指针

3，指针的关系运算

四，野指针

1，指针未初始化

2，指针越界访问

3，指针指向的空间释放

4，规避野指针

五，assert断言

六，指针的使用和传址调用

1，模拟实现strlen函数

2，传值调用和传址调用

补充：进制转化

1，任意进制转化为十进制

2,十进制转化为2进制

3，二进制转化为 8进制和16进制

一，了解内存和地址

再引出指针前，我们要先了解一下计算机的内存和地址。

在计算机中内存有8GB/16GB/32GB等等，这些内存被分为一个个的内存单元。（一个内存的大小为：1字节),一个字节就是8个比特位。其中每个内存单元都有一个编号，这个编号就是内存的地址，也是指针。

编号=地址=指针

二，指针变量

1，指针变量的表示和大小

1，指针变量的创建和使用

int a = 10;
int* p = &a; //p为指针变量

补充：若a为char类型，则p前面的类型为char*，其他同理

分析：//&为取地址操作符 &a就是a在内存中分配的地址，传给了指针变量p.注意：由于使用 int创建了4个字节的空间，而每个字节都用对应的内存编码，这里&a表示四个地址中最小的地址。

//int*为p的类型 *表示p为一个指针变量，int表示p所存地址的对象为一个整型。

2，指针变量的大小：

指针的大小取决于地址的大小

32位平台下地址是32个bit位 （即4个字节 ）

64位平台下 地址是64个bit位（即8个字节）

2，解引用操作符(*）

int a = 10;

int* p = &a;

*p =5;

printf("%d\n",a);

执行结果：5

分析：说明*p就是a变量。*p表示p指向的对象。

3，不同指针变量的意义

1，指针解引用

x86（32位）环境下：

在计算机的存储当中有大小端存储模式：

小端：低位字节存放低地址，高位字节存放高地址

大端：高位字节存放低地址，低位字节存放高地址

而VS下的不论是x86还是x64环境都使用的是小端存储模式

11位于高位字节，地址就比较高

由上图可知：

*ps将n的内容全部转化为0，而*pi只将最后一位转化为0，本质上是ps是int*类型的指针变量可以访问4个字节，而pi是char*类型的指针变量，只可以访问1个字节。

2，指针加减整数

由上图可知：由于int类型占4个字节，int*类型+1后直接跳过了4个字节，而char只占1个字节char*类型+1只跳过了 1个字节。

这就是不同指针变量类型带来的差异。指针的类型决定了走一步的大小。

4，特殊指针:void*

void*指针为无具体类型的指针（或者叫做泛用指针），这种地址可以用来接收任意类型的地址。但是也有局限性：void*指针不能进行解引用和指针加减整数。

原因：void没有指定类型，导致在解引用时，无法确定访问的字节数，同理：在进行加减整数时，无法确定跳过的字节数。

作用：void*指针一般使用在函数参数部分，用来接收不同类型数据的地址。

5，const修饰指针

1，const修饰的常变量

上述操作只锁住了a变量，但是没有锁住a变量的地址，要想让a的值彻底不能修改，需要即使让p拿到了地址，也不能修改a的值。如何才能实现此操作呢？

由此我们引入const修饰的指针变量

2，const修饰的指针变量

3种形式：

1，int* const p=&a;

2，int const *p = &a;

3,int const * const p = &a;

注意：p的三个内容

1，p表示a的地址 2，*p表示a的值 3，p还有自己的地址&p

这三种形式表示不同的含义：

总结：在const后面的内容不可改变。

三，指针运算

指针运算有三种分别是：

1，指针+-整数

2，指针-指针

3，指针的关系运算

1，指针+-整数

int a = 10;

int* p = &a;

(type)*p:跳过的sizeof(type)取决于*p前的类型；

p+1：p+1*sizeof(type)

p+n：p+n*sizeof(type)

指针+-整数的运用：

打印数组中的每一个元素：

2，指针-指针

指针+整数= 指针

故：指针-指针=整数

整数为两个指针之间的元素个数，可以为正，也可以为负。

展示：

2，利用指针-指针得到字符串的长度

注意：没有指针+指针的形式：这是一种没有意义的形式

3，指针的关系运算

指针的关系运算就是：比较指针的大小即比较地址的大小

运用：

当p的地址小于arr+sz时，就一直执行。

四，野指针

野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的，不确定的，没有明确限制的）

造成野指针的三种情况：

1，指针未初始化

2，指针越界访问

3，指针指向的空间释放

4，规避野指针

1，指针初始化：如果知道指针明确指向哪里就赋值，如果不知道指针指向哪里就给指针初始化为NULL。

NULL是C语言规定的一个标识符常量，值为0，也就是说地址为零，不可以进行使用。

2，小心数组越界

不能超出数组的访问范围

3,避免返回局部变量的地址

五，assert断言

语法：assert(表达式 )

若表达式的执行结果为1，则继续往下执行，若表达式的 执行结果为0，则终止报错,并显示错误信息：断言失败：表达式，以及在哪个文件下哪一行。

注意：assert断言使用时必须包含头文件#include <assert.h>

使用assert的好处：使用assert不仅可以在出错误时显示出错误的信息，还可以随时对assert断言进行开启和关闭。如果不需要断言时，在#include <assert.h>的前面输入#define NDBUG

运用：

1，判断是否为空指针

2，表达式判断

assert断言失效，如果想要重新开启assert对#define NDEBUG进行注释或删除即可。

assert的唯一缺点是由于引入了assert,会增加程序的运行时间。

注意：assert断言只能在Debug中使用，不能在Release中使用，在Release中会直接失效。

六，指针的使用和传址调用

1，模拟实现strlen函数

分析：strlen的返回值类型是：size_t,表示无符号的整型。（使用int也可以)

通过使用const和assert断言使得代码的健壮性得到了提高。

2，传值调用和传址调用

利用函数实现对两个整数的交换

1，传值调用：

分析：函数执行前后a,b的值并未交换，原因：a和b向函数传入的只是两个数值，x和y接收的也仅仅是两个数。x和y在函数内进行了交换。出函数时销毁（无意义）。a和b并未和x,y建立真正的联系。这种情况称为传值调用。

2，传址调用：

分析：通过传地址的形式，使得a,b和x,y建立了真正的联系。通过对地址内值的修改，实现了交换。

总结：实参传给形参时，形参时实参的一份临时拷贝，对形参的修改不会改变实参。

补充：进制转化

1，任意进制转化为十进制

公式：每一位的数字*该进制^(位数-1次幂) 对此求和

例如：十六进制：ee 转化为10进制数：

15*16^(2-1)+15*16^(1-1)=255

2,十进制转化为2进制

例如：125

3，二进制转化为 8进制和16进制

由于8进制的每一位的范围为0~7，而二进制三位000到111的范围刚好是0~7，于是一个八进制为和三个二进制位进行匹配。

步骤：将二进制从后往前每三个一组进行划分，将每一组的数字按照十进制转化并填写到8进制内

转化为16进制的原理和步骤与上述转化为8进制的步骤异曲同工：