一文詳解C語言指針變量

2023-09-08 13:06:48 來源:CSDN-whaosoft143

1 1 指針變量的基本操作基本操作

int a,*iptr,*jptr,*kptr;    iptr = &a;    jptr = iptr;    *jptr = 100;    kptr = NULL;

圖解:


(相關資料圖)

1.1 己址和己空間

指針變量也是一個變量,對應一塊內存空間,對應一個內存地址,指針名就是己址。這空內存空間多大?一個機器字長(machine word),32位的CPU操作系統就是32個位,4個字節,其值域為:0x-0xFFFFFFFF。64位的CPU和操作系統就是64個位,8個字節,其值域為:0x-0xFFFFFFFFFFFFFFFF。

1.2 己值、他址、他空間

指針變量的值就是其指向的空間的地址,指向的地址的空間大小就是指針變量指向類型的大小。

1.3 聲明與初始化

當聲明一個指針變量,沒有初始化時,指針變量只獲得了其自身的內存空間,而其指向還沒有確定,此時指針變量解引用做左值是非法操作。如果要使用指針變量解引用做左值,有三條途徑:

int *ptr;    int *ptr_2;    int a = 1;    ptr_2 = &a;    // *ptr = 0;    // 非法操作,其指向其指向的內存空間還未確定    ptr = &a;                       // ① 右值是一個變量地址    ptr = ptr_2;                    // ② 右值是一個同類型指針,且已初始化    ptr = (int*)malloc(sizeof(int));// ③ 右值是一個內存分配函數返回一個void指針    *ptr = 0;       // 合法操作,ptr有了確定的指向及指向的內存空間;

1.4 函數之間指針值的傳遞

函數(如下例的funcForSpace())內定義局部變量(如下例的a)保存在一個函數的棧幀上,當一個函數執行完畢后,另一個函數(如下例的stackFrame_reuse())執行時,該空間會被stackFrame_reuse()重復使用,a所使用的空間將不復存在,所以當一個指針變量指向局部變量的內存空間時,其地址值傳遞給主調函數時,并不是一個有效值。

#include void funcForSpace(int **iptr) {    int a = 10;    *iptr = &a;}void stackFrame_reuse(){    int a[1024] = {0};}int main(){    int *pNew;    funcForSpace(&pNew);    printf("%d",*pNew); // 10,此時棧幀還未被重復使用    stackFrame_reuse();    printf("%d",*pNew); // -858993460,垃圾值    while(1);    return 0;}

可以在funcForSpace()內分配一塊堆內存,傳遞給主調函數。

#include #include int g(int **iptr) { // 當試圖修改主調函數的一級指針變量時,被調函數的參數是一個二級指針    if ((*iptr = (int *)malloc(sizeof(int))) == NULL)        return -1;}int main(){    int *jptr;    g(&jptr);    *jptr = 10;    printf("%d",*jptr); // 10    free(jptr);    while(1);    return 0;}
可以圖示一下以上代碼指針的傳遞過程:

以下圖示a表示計算機內存,b表示一個函數調用時在棧(stack)上開辟的棧幀空間:

2 指針變量與數組名

數組名在一定的上下文中會轉換為指向數組首元素的地址,以方便指針的算術運算,如

#include int main(){    int a[5] = {0};     char b[20] = {0};    *(a+3) = 10;    // a+3是指相對于地址a,偏移sizeof(int)個字節    *(b+3) = "x";   // b+3是指相對于地址b,偏移sizeof(char)個字節    printf("%d, %c",a[3],b[3]); // 10, x    while(1);    return 0;}
可以圖示一下以上代碼指針的偏移細節:

3 主調函數與被調函數之間的指針傳遞

看以下代碼:

#include void swap1(int x, int y) {    int tmp;    tmp = x; x = y; y = tmp;}void swap2(int *x, int *y) {    int tmp;    tmp = *x; *x = *y; *y = tmp;}void caller(){    int a = 10;    int b = 20;    swap1(a,b);    printf("%d %d",a,b);    swap2(&a,&b);    printf("%d %d",a,b);}int main(){    caller();    return 0;}

以上代碼可用以下圖示理解:

swap1傳值:

swap2傳址(指針傳遞):

4 數組做函數參數

二維數組是數組的數組,n維數組是n-1維數組的數組。內存是一維的字節序列,所謂的n維數組其實只是一個邏輯意義的表示,其物理結構還是一維線性的。

n維數組的元素是一個n-1維數組。如果用指針指向一個n維數組,其指針類型必須有n-1維的長度信息,當其用作函數參數時也是如此。

void g(int a[][2]) { // void g(int(*a)[2]){是相同寫法    a[2][0] = 5;}void caller(){    int a[3][2];    int (*p)[2] = a;    *(*(p+2)+0) = 7; // p=2表示相對于地址p偏移sizeof(*p)    printf("%d",a[2][0]);  // 7    g(a);    printf("%d",a[2][0]); //  5}

以下代碼可以用以下圖示輔助理解:

審核編輯:湯梓紅

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