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指针



C 指针

学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针,可以简化一些 C 编程任务的执行,还有一些任务,如动态内存分配,没有指针是无法执行的。所以,想要成为一名优秀的 C 程序员,学习指针是很有必要的。

正如您所知道的,每一个变量都有一个内存位置,每一个内存位置都定义了可使用连字号(&)运算符访问的地址,它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例,它将输出定义的变量地址:

#include <stdio.h>

int main () {
   int  var1;
   char var2[10];

   printf("var1 变量的地址: %x\n", &var1  );
   printf("var2 变量的地址: %x\n", &var2  );

   return 0;
}

尝试一下

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

var1 变量的地址: bff5a400
var2 变量的地址: bff5a3f6

通过上面的实例,我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。

什么是指针?

指针是一个变量,其值为另一个变量的地址,即,内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样,您必须在使用指针存储其他变量地址之前,对其进行声明。指针变量声明的一般形式为:

type *var-name;

在这里,type 是指针的基类型,它必须是一个有效的 C 数据类型,var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是,在这个语句中,星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明:

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch     /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型,不管是整型、浮点型、字符型,还是其他的数据类型,都是一样的,都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是,指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

如何使用指针?

使用指针时会频繁进行以下几个操作:定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作:

#include <stdio.h>

int main () {
   int  var = 20;   /* 实际变量的声明 */
   int  *ip;        /* 指针变量的声明 */

   ip = &var;  /* 在指针变量中存储 var 的地址 */

   printf("Address of var variable: %x\n", &var  );

   /* 在指针变量中存储的地址 */
   printf("Address stored in ip variable: %x\n", ip );

   /* 使用指针访问值 */
   printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip );

   return 0;
}

尝试一下

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Address of var variable: bffd8b3c
Address stored in ip variable: bffd8b3c
Value of *ip variable: 20

C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候,如果没有确切的地址可以赋值,为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序:

#include <stdio.h>

int main () {
   int  *ptr = NULL;

   printf("ptr 的值是 %x\n", ptr  );

   return 0;
}

尝试一下

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

ptr 的值是 0

在大多数的操作系统上,程序不允许访问地址为 0 的内存,因为该内存是操作系统保留的。然而,内存地址 0 有特别重要的意义,它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例,如果指针包含空值(零值),则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针,您可以使用 if 语句,如下所示:

if(ptr)     /* 如果 p 非空,则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空,则完成 */

C 指针详解

在 C 中,有很多指针相关的概念,这些概念都很简单,但是都很重要。下面列出了 C 程序员必须清楚的一些与指针相关的重要概念:

概念 描述
指针的算术运算 可以对指针进行四种算术运算:++、--、+、-
指针数组 可以定义用来存储指针的数组。
指向指针的指针 C 允许指向指针的指针。
传递指针给函数 通过引用或地址传递参数,使传递的参数在调用函数中被改变。
从函数返回指针 C 允许函数返回指针到局部变量、静态变量和动态内存分配。
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