发布时间 : 2024/5/21 18:39:17 星期二 文章05 - 指针更新完毕开始阅读729d372c69dc5022abea0006

本章主要内容： 指针的定义及初始化 指针的指针 指针的运算 指针与数组 指针数组和数组指针 指针与字符串 指针与函数

1.1 指针的概述

指针是Ｃ语言中广泛使用的一种数据类型。运用指针编程是C语言最主要的风格之一。利用指针变量可以表示多种数据结构，能方便地使用数组和字符串，并能像汇编一样处理内存地址。正因为它的灵活多变，初学者往往会感到很困惑。通过本章的学习，我们要玩转指针。利用指针编写程序，跟数组结合使用等等。

1.2 地址与指针

在计算机中，所有的数据都是存放在存储器中的，一般把存储器的一个字节称为一个内存单元。不同的数据类型占用的内存单元是不同的。为了快速、准确的访问这些内存单元，计算机为每一个内存单元进行编号，内存单元的编号也就是内存单元的地址。C语言中，把这个地址叫做指针。

1.3 指针的定义

指针是一种数据类型，基于该类型声明的变量称为指针变量，该变量存放的是内存中的某个地址，和普通的变量一样，在使用指针变量之前应先对指针变量进行声明： 类型 * 指针变量名；//如 int* pNum;

“*”表示语句声明的是一个指针变量，类型指定了指针所指的内存单元的数据类型。 可以将int*理解成一种复合类型，是指向int型数据的指针。 应当注意，下面的语句： int * pNum1,pNum2;

声明了一个指针（pNum1）和一个int型变量（pNum2），在一次性声明多个指针时，每个指针变量名前都要加*，int *pNum1,*pNum2;便一次性声明了两个指针变量。 通过sizeof可以计算出指针变量所占用的内存单元始终是4个字节。也就是说任何类型的指针变量都只占用4个字节的内存空间。如：

int *pi; char *pch; double *pf; 则：sizeof(pi)=sizeof(pch)=sizeof(pf)=4 （参见代码Example1）

另外，修改指针变量的值并不会影响到指针所指向的变量的值。如： int i = 8; int j = 9; int *pi = &i; pi = &j; i的值始终是8没有改变。

1.4 初始化指针

声明指针变量时，C并不会自动对其进行初始化，这时，指针变量的值是随机的，在内存中乱指一气，此时，通过指针间接访问所指的内存区域是十分危险的，因为你完全不知道自己在做些什么。通过取地址符（&）给指针变量赋值是个有效的手段，实际上，可以在声明一个指针变量的同时完成其初始化。 int num=1; int *pN=&num；

上述语句声明了一个指向int型变量的指针pN，并用num在内存中的地址对其赋值。 在使用指针前，一般要对其进行初始化（在声明的同时初始化或赋值），使其有一个确定合适的值，对于无处可指的指针变量，也要将其初始化为NULL（即0，空指针）。 如：int *pa = NULL;

1.5 指针的指针

指针变量也是变量，占据一定的内存空间，有地址，因此可以用一个指针指向它，这称为指向指针的指针，或二级指针。可已通过“**”声明一个二级指针，如 double num; double* pN=# double** ppN=&pN;

上面的指针可以看成指向double*变量类型的指针，若有需要，还可以定义三级、甚至更高级的指针。

1.6 指针之间相互赋值

C允许同类型的指针间的赋值，如图4.2所示，pN1和pN2是两个相同类型的指针，执行“pN2=pN1;”这样一个赋值操作后，pN1和pN2指向同样的地址，也就是说，两个指针指向同一个内存单元，对*pN2的任何改动都会影响*pN1的值，反之亦然

（参见代码Example2）

1.7 指针的运算

C语言中指针所能进行的运算是十分有限的，通常有以下几种：指针与整数的加减（包括指针的自增和自减）、同类型指针间的比较、同类型的指针相减。

指针与整数的加减：指针与整数的加减表示指针在内存中向下或向上移动整数个单位。该单位是多少个内存字节取决于指针所指变量的类型。如：short类型的每次移动2个字节，double类型的每次移动8个字节。将指针变量+1，其地址增加的值等于所指向的类型占用的内存字节数。公式：指针变量新值=指针变量当前值+N*指针所指类型占用的内存字节数。 （参见代码Example3）

同类型指针的比较：两个指针的比较是两个指针保存的地址数值大小的比较，如：p1的值为0x12345678,p2的值为0x12345679，则p1

同类型的指针相减：两个相同类型指针相减，返回值是个整数，其值为：（指针1的值-指针2的值）/ 指针所指向变量的类型所占内存字节数。（参见代码Example4）

1.8 指针与数组

指针与一维数组：

在C语言中，指针和数组的关系非常密切，其原因在于凡是能用数组下标完成的操作都可以用指针来实现。可以通过数组的下标唯一确定数组中的某个元素，这种访问方式称为下标法。由于数组的每个元素都相当于一个相应类型的变量，指针变量可以指向一般的变量，当然也可以指向数组中的元素。而且数组中的各个元素是按顺序连续的存放在内存中，因此，我们只要知道一个数组的首地址（即第一个元素的地址），然后依次往下移动，就能找到该数组的所有元素。（参见代码Example5）C语言中，获取数组首地址的方法有两种： 第一个元素的地址：p = &a[0];

数组名，数组名也代表数组的首地址：p = a; P指向数组的首地址之后，p+1表示数组元素a[1]的地址，…p+i表示数组元素a[i]的地址，因此我们可以通过*(p+i)来访问数组元素a[i];这种访问方法叫指针法。 假设：int a[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; int *p = a; 那么获得数组下标为i的元素的地址：a+i p+i &a[i] 访问数组下标为i的元素：a[i] *(a+i) p[i] *(p+i)

注意点：数组名和指针变量本身并不完全等同，数组名代表的是一个地址常量，是数组的首地址，是不能改变的，而指针变量的值是可以改变的，它可以指向数组的任意一个元素的地址。因此语句p++; ++p; p+=5;等等都是合法的，而a++; ++a; a+=5;等都是非法的。（参见代码Example6） 指针与二维数组： 在C语言中，二维数组是按照行优先的规律转换成一维数组存放在内存中。例如： int a[4][3]; int *p = &a[0][0];或int *p = a[0] 则二维数组在内存中的存储顺序及地址关系如图：

a表示二维数组的首地址，a[0]表示第0行元素的首地址，a[1]表示第1行元素的首地址，a[2]表示第二行元素的首地址，a[3]表示第3行元素的首地址。由此归纳： a+i：二维数组第i行的首地址。 ?a[i]

*(a+i)：二维数组第i行第0列的地址。?&a[i][0] 或 a[i] *(a+i)+j：二维数组第i行第j列的地址 ?&a[i][j] 或 a[i] + j

*(*(a+i)：二维数组第i行第0列的值。?a[i][0] 或 *a[i] *(*(a+i) + j)：二维数组第i行第j列的值。?a[i][j]或 *(a[i] + j)

由a[i]?*(a+i)可以将二维数组进行转换，将数组的一个[]拆开就是a[i][j] ? (*(a+i))[j]?*(*(a+i) +j)

如果一个指针*p = a[0].则可以通过*(p + (i*每行列数+j))获得第i行、第j列的值（即a[i][j]）,这可以根据上面的对照存储表得出。 （参见代码Example7）

1.9 数组指针与指针数组

数组指针：指向由n个元素组成的一维数组的指针。（趋向于指针）

定义格式：数据类型 （*指针变量）[n]; （）不能缺少。n必须与二维数组a[i][j]的j相同。 赋值方式：int a[3][4]; int (*p)[4]; p = a; 或 int (*p)[4] = a;定义的时候初始化。数组指针通常和二维数组名等价。

访问方式：p[i][j] 或 *(p+i)[j] 或 *(*(p+i) + j) 指针数组：数组的每一个元素都是一个指针变量。（趋向于数组）

定义格式：数据类型 *数组名[n]; 所有元素都必须是同种存储类型和指向相同数据类型。 赋值方式：int a[3][4]; int *pb[3] = {a[0], a[1], a[2]}; 指针数组通常和指针的指针等价。 访问方式：p[i][j] 或 *(p+i)[j] 或 *(*(p+i) + j) 指针数组主要用于处理若干个字符串。如：

char * name[] = {“Sunday”, “Monday”, “Tuesday”, “Wednesday”, “Thursday”, “Friday”, “Saturday”};这样name[0]就指向”Sunday”…… （参见代码Example8）

1.10 指针与字符串

C语言存储访问一个字符串有两种方式：字符数组、字符指针。 char str[] = “how are you?”; char *pStr = “how are you?”; 其中后者为文字常量区，内容不能被修改。

1.11 指针与函数

前面我们讲过C语言中函数传递有2中方式：值传递和地址传递。其中地址传递就是指针。此时形参的改变会影响是实参的变化。

数组名作为函数的参数，它可以作为函数的形参和实参，本质上还是地址传递。以下四种情况都会引起形参和实参一起变化 形参和实参都是数组名

形参是数组名，实参是指针变量 形参是指针变量，实参是数组名 形参和实参都是指针变量 （参见代码Example9）

1.12 动态内存分配

C语言中动态分配和释放内存是利用函数malloc()和free()来实现的.在#include 头文件中 函数原型：

void* malloc(int size); //表示动态分配size个字节的内存空间