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一、指針概述

指針是個變量，存放內存單元的地址（編號）。

指針的創建

在定義指針變量的時候，在變量前面加上' * '，代表這個變量是一個指針，再往前面加上一個類型名，就代表指針的類型，稱為XX指針。

指針的初始化：

使用&（取地址操作符）可以獲得變量的地址，將其賦值給已經定義好的指針變量，需要它們的類型相同，類型不同的時候可以使用強制轉換。如果暫時不知道需要存放什么地址的時候，可以先讓它指向NULL（(void*)0），NULL本質就是0，0這個地址是不允許存儲的。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;//在內存中開辟一塊空間
	int *p = &a;//這里我們對變量a，取出它的地址，可以使用&操作符。
				//將a的地址存放在p變量中，p就是一個指針變量。
	return 0;
}

指針的大小

指針可以是不同的類型，char*、int*、float*、double*、long*等我們熟知的類型，那指針在內存中占多大的空間呢？

對于32位的機器，假設有32根地址線，那么假設每根地址線在尋址的是產生一個電信號正電/負電（1或者0）
那么32根地址線產生的地址就會是：

00000000 00000000 00000000 00000000
……
111111111 111111111 111111111 111111111
共有232個地址，每一個地址能指向一個內存單元（一字節），那么有232個內存單元。

我們知道一個內存單元的大小為一字節，一根地址線是32位01組成的，那么要存放指針（地址），也就需要32個bit，也即4字節。所以在32位平臺下不論是什么類型的指針都是4個字節。

同理，在64位平臺下有64根地址線，每個地址是64位，所以需要8個字節。

如何使用指針

使用' * '操作符對指針進行解引用，可以獲取到指針指向空間的值

我們來運行下方代碼。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0x11223344;
	char* pc = (char*)&n;//將n的地址（指針）強制轉換成char* 類型
	int* pi = &n;
	*pc = 0;//改變它指向空間的值
	*pi = 0;
	return 0;
}

我們開始調試代碼，查看n的內存，最左邊是地址，右邊是以16進制顯示內存里存放的數據，而n也是以16進制存進去的，兩個16進制代表一個字節，如下圖：

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

當執行完語句 *pc=0;

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

因為pc指向的是char* 類型，只能訪問一個字節，所以只能修改一個字節。

再執行*pi = 0;

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

此時n的內存數據全部變成了0，說明int*類型的指針可以訪問4個字節。

小結：

指針的類型決定了，對指針解引用的時候有多大的權限（能操作幾個節）。比如： char* 的指針解引用就只能訪問一個字節，而 int* 的指針的解引用就能訪問四個字節。

二級指針

指針變量也是變量，是變量就有地址，那指針變量的地址存放在哪里？這就是二級指針。
即存放指針變量的地址的指針，二級指針指向的空間的值是一個一級指針。

int main()
{
	int a = 20;
	int* p = &a;
	int** pp = &p;
	printf("%d\n", *p);//解引用即可拿到指針指向空間里面的值
	printf("%d\n", *p); //對二級指針，需要兩次解引用才能拿到最開始的值
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

二、野指針

野指針就是指針指向的位置是不可知的（隨機的、不正確的、沒有明確限制的）。

形成野指針的原因

1.指針未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{
	int *p;//局部變量指針未初始化，默認為隨機值
	*p = 20;//往一個隨機的地址（不屬于本程序的空間）里面放入數據，是不允許的
	return 0;
}

2.指針越界訪問

指針想要訪問不屬于本程序的空間，造成越界訪問，程序出錯，在使用數組的時候最容易發生。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = {0};
	int *p = arr;
	int i = 0;
  for(i=0; i<=11; i++)
	{
		//當指針指向的范圍超出數組arr的范圍時，p就是野指針
  	*(p++) = i;
	}
	return 0;
}

3.指針指向的空間釋放

當動態開辟的內存被釋放后，此時的指針就屬于野指針，它指向的位置它不能正常訪問。關于動態內存分配，后續會細講。

int main()
{
	//開辟一個整形空間
	int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
	//釋放該空間
	free(p);
	//此時p即為野指針，因為它指向的空間已經無法訪問，一般需要將其置空
	//將其指向空指針，防止后續調用出錯
	p = NULL;
	return 0;
}

如何規避野指針

指針初始化
小心指針越界
指針指向空間釋放即使置NULL
指針使用之前檢查有效性

三、指針的基本運算

關于指針的運算一般有兩個，指針+指針，語義是合法，但沒有意義。

指針± 整數
指針-指針

指針± 整數

對int和char類型的指針分別進行+1操作，%p以16進制打印

int main()
{
	int n = 10;
	char* pc = (char*)&n;//將n的地址（指針）強制轉換成char* 類型
	int* pi = &n;
	printf("&n：    %p\n", &n);
	printf("pc：    %p\n", pc);
	printf("pc + 1：%p\n", pc + 1);
	printf("pi：    %p\n", pi);
	printf("pi + 1：%p\n", pi + 1);
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

小結：

指針的類型決定了指針向前或者向后走一步有多大（距離）。

指針-指針

int main()
{
	int n = 10;
	char* pc = (char*)&n;//將n的地址（指針）強制轉換成char* 類型
	int* pi = &n;
	printf("&n：    %p\n", &n);
	printf("pc：    %p\n", pc);
	printf("pc + 1：%p\n", pc + 1);
	printf("pi：    %p\n", pi);
	printf("pi + 1：%p\n", pi + 1);
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

小結：

指針-指針等于它們之間相差的類型數據的個數。即本例的第10個元素和第1個元素之間相差9。

四、指針和數組

一起來看一下數組名是什么

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
	printf("%p\n", arr);
	printf("%p\n", &arr[0]);
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

可見數組名和數組首元素的地址是一樣的。

結論：數組名表示的是數組首元素的地址。也是一個指針

那么我們就可以用一個指針來代替數組名，如下代碼：

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* p = arr;
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//計算數組元素個數
	//對數組賦值
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		*(p + i) = i;
	}
	//打印數組數據
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

注意：

數組名在下面兩種情況下不是首元素的地址

1.sizeof(數組名) - 這里的數組名不是首元素的地址，是表示整個數組的，這里計算的是整個數組的大小，單位還是字節

2.&數組名 - 這里的數組名不是首元素的地址，是表示整個數組的，拿到的是整個數組的地址

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int sz = sizeof(arr);
	printf("sizeof(arr)計算的是整個數組的大小：%d\n", sz);
	printf("數組首地址：      %p\n", arr);
	printf("數組首元素地址：  %p\n", &arr[0]);
	printf("數組的地址：      %p\n", &arr);
	printf("數組首地址+1：    %p\n", arr + 1);
	printf("數組首元素地址+1：%p\n", &arr[0] + 1);
	printf("數組的地址+1：    %p\n", &arr + 1);
	//數組名確實是首元素的地址
	//但是有2個例外：
	//1. sizeof(數組名)  - 這里的數組名不是首元素的地址，是表示整個數組的，這里計算的是整個數組的大小，單位還是字節
	//2. &數組名 - 這里的數組名不是首元素的地址，是表示整個數組的，拿到的是整個數組的地址
	//
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識

五、指針數組

存放指針的數組。

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = 3;
	int* arr[10] = { &a,&b,&c };
	for (int i = 0; i < 3 ; i++)
	{
		printf("%d ", *(arr[i]));
	}
	return 0;
}

C語言指針之必須要掌握的指針基礎知識