标准C语言08(指针)

深藏阁楼爱情的钟 2022-12-17 12:58 187阅读 0赞

什么是指针：  
指针是一种特殊的数据类型，使用它可以定义指针变量，指针变量中存储的是整型数据，代表了内存的编号，通过这个编号可以访问对应的内存。

为什么要使用指针：  
1、函数之间相互独立，但有时候需要共享变量  
传参是值传递  
全局变量容易命名冲突  
使用数组还需要传递长度  
命名空间是相互独立的，但是地址空间是同一个，所以指针可以解决这个问题。  
2、由于函数与函数之间是值传递(拷贝)，对于字节数多的变量，值传递的效率比较低，如果传递的是变量的地址，只需要传递4|8个字节，提高传参效率。  
3、堆内存无法取名字，它不能像data、bss、stack让变量名与内存建立联系，只能使用指针记录堆内存的地址来使用堆内存。

如何使用指针：  
定义：类型\* 变量名\_p; //int\* num\_p;  
1、指针变量与普通变量的用法有很大的区别，建议在取名时结尾加个p以示区分。  
2、指针的类型表示存储的是什么类型的数据，它决定了通过这个指针可以访问的字节数。  
3、一个*只能定义一个指针变量  
int* p1,p2,p3;//p1是指针变量，p2\\p3都是int类型变量  
int \*p1,\*p2,\*p3;//p1p2p3都是指针变量  
4、指针变量与普通变量一样默认值是随机的，一般初始化为NULL

赋值：

变量名\_p = 地址;//必须是有权限有意义的内存地址  
指向栈内存：  
int num = 0;  
int\* p = \#  
指向堆内存：  
int\* p = malloc(n);  
解引用：\*p  
通过指针变量中记录的内存编号去访问对应的内存，该过程可能产生段错误，原因是里面存储的内存编号是非法的。  
注意：访问的字节数是由指针变量的类型决定的。

> 练习1：定义一个变量交换函数，调用它对一个数组进行排序。  
> void swap(int\* p1,int\* p2);  
> 练习2：实现一个函数计算两个整数的最大公约数和最小公倍数，最大公约数用return返回，最小公倍数用指针处理  
> int min\_max(int a,int b,int \*p);  
> 3 6 3  
> 3 6 6

使用指针要注意的问题：  
空指针：  
值为NULL的指针变量叫空指针，如果进行解引用会产生段错误。  
NULL也是一种错误标志，如果一个函数返回值是指针类型，当函数执行出错时返回值是NULL  
如何避免空指针带来的段错误：使用一些来历不明的指针变量前，都做一次判断。  
1、当函数的参数是指针，别人传给你的可能就是空指针  
2、从函数获取的返回值是指针时，也可能是空指针  
if(NULL == p) if(!p)  
注意：NULL在绝大多数操作系统中是0，在个别系统是1

野指针：

任何指向不确定的内存的指针  
int\* p;  
解引用野指针可能的后果：  
1、段错误  
2、脏数据  
3、一切正常  
野指针比空指针危害更严重，因为它无法判断出来，而且可能是隐藏的错误短时间不暴露。  
所有的野指针都是程序员自己制造出来的，如何避免产生野指针：  
1、定义指针变量时一定要初始化  
2、函数不返回栈内存的地址  
3、指针指向的内存释放后，指针变量要及时置空

指针的运算：  
指针变量存储的整数，理论上整形数据能使用的运算符它都可以，但是大多数的运算是没有意义的，  
指针+n <=>指针+宽度*n 前进n个元素  
指针-n <=>指针-宽度*n 后退n个元素  
指针-指针 <=> (指针-指针)/宽度 计算两个指针之间相隔了多少个元素

const与指针：  
const int\* p;  
当我们为了提高传参效率而使用指针时，传参的效率提高了，但是意味着变量有被修改的风险，这种写法可以保护指针所指向的内存  
const int\* p; 保护指针指向的内存不可修改  
int const\* p; 同上  
int\* const p; 保护指针变量不可修改,指针指向的内存可以修改  
const int\* const p; 指针变量、指针变量指向的内存都不可修改  
int const\* const p; 同上

指针数组与数组指针：  
指针数组：  
是由指针组成的数组，它的成员都是指针变量  
类型\* 数组名\[长度\];  
int\* arr\[10\];  
数组指针：  
专门指向数组的指针  
类型 (\*数组名)\[长度\];  
int (\*arrp)\[10\];

指针与数组名：  
数组名就是一种特殊的指针，它是常量，不能修改它的值，数组名与数组的内存是一种映射关系，它没有自己的存储空间  
数组名 == &数组名  
指针变量有自己的存储空间，如果存储的是数组的首地址，指针可以当做数组使用，数组名也可以当做指针使用  
数组名\[i\] == \*(数组名+i)

> 注意：数组作为函数的参数时蜕变成了指针，因此长度丢失

二级指针：  
二级指针就是指向指针的指针，里面存储的是指针变量的地址  
定义：类型\*\* 变量名\_pp;  
赋值：变量名\_pp = &指针;  
解引用:  
\*变量名\_pp <=> 指针;  
\*\*变量名\_pp <=> \*指针;

函数指针：  
函数名就是一个地址(整数)，它代表了在代码段中函数所处的位置

函数指针是指向函数的指针，里面存储是函数在代码段中的位置

返回值 (\*函数名)(类型1 参数名1,类型2 参数名2,…);

int scanf(const char \*format, …);

可以通过函数指针把函数当做参数传递给另一个函数，这就是回调

使用了回调模式的库函数：  
void qsort(void \*base, size\_t nmemb, size\_t size,  
int(\*compar)(const void \*, const void \*));  
void \*bsearch(const void \*key, const void \*base,  
size\_t nmemb, size\_t size,  
int (\*compar)(const void \*, const void \*));