10.3 指针简介

柔光的暖阳◎ 2022-12-22 09:18 108阅读 0赞

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1 间接运算符：

2 声明指针

3 使用指针在函数间通信

小结：函数

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# [源码][Link 1] #

指针？什么是指针？从根本上看，指针（pointer）是一个值为内存地址的变量（或数据对象）。正如char类型变量的值是字符，int类型变量的值是整数，指针变量的值是地址。在C语言中，指针有许多用法。本章将介绍如何把指针作为函数参数使用，以及为何要这样用。

假设一个指针变量名是ptr，可以编写如下语句：

ptr = &pooh; // 把pooh的地址赋给ptr

对于这条语句，我们说ptr“指向”pooh。ptr和&pooh的区别是ptr是变量，而&pooh是常量。或者，ptr是可修改的左值，而&pooh是右值。还可以把ptr指向别处：

ptr = &bah; // 把ptr指向bah，而不是pooh

现在ptr的值是bah的地址。要创建指针变量，先要声明指针变量的类型。假设想把ptr声明为储存int类型变量地址的指针，就要使用下面介绍的新运算符。

## 1 间接运算符： ##

假设已知ptr指向bah，如下所示：

ptr = &bah;

然后使用间接运算符\*（indirection operator）找出储存在bah中的值，该运算符有时也称为解引用运算符（dereferencing operator）。不要把间接运算符和二元乘法运算符（\*）混淆，虽然它们使用的符号相同，但语法功能不同。

val = *ptr; // 找出ptr指向的值

语句ptr = &bah;和val = \*ptr;放在一起相当于下面的语句：

val = bah;

由此可见，使用地址和间接运算符可以间接完成上面这条语句的功能，这也是“间接运算符”名称的由来。

小结：与指针相关的运算符

地址运算符：&

一般注解：

后跟一个变量名时，&给出该变量的地址。

示例：

&nurse表示变量nurse的地址。

地址运算符：\*

一般注解：

后跟一个指针名或地址时，\*给出储存在指针指向地址上的值。

示例：

nurse　=　22;
    ptr = &nurse; // 指向nurse的指针
    val = *ptr;　// 把ptr指向的地址上的值赋给val

执行以上3条语句的最终结果是把22赋给val。

## 2 声明指针 ##

相信读者已经很熟悉如何声明int类型和其他基本类型的变量，那么如何声明指针变量？你也许认为是这样声明：

pointer ptr; // 不能这样声明指针

为什么不能这样声明？因为声明指针变量时必须指定指针所指向变量的类型，因为不同的变量类型占用不同的存储空间，一些指针操作要求知道操作对象的大小。另外，程序必须知道储存在指定地址上的数据类型。long和float可能占用相同的存储空间，但是它们储存数字却大相径庭。下面是一些指针的声明示例：

int * pi;　　// pi是指向int类型变量的指针
    char * pc;　　　　// pc是指向char类型变量的指针
    float * pf, * pg; // pf、pg都是指向float类型变量的指针

类型说明符表明了指针所指向对象的类型，星号（\*）表明声明的变量是一个指针。int  \*  pi;声明的意思是pi是一个指针，\*pi是int类型（见下图）。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

\*和指针名之间的空格可有可无。通常，程序员在声明时使用空格，在解引用变量时省略空格。

pc指向的值（\*pc）是char类型。pc本身是什么类型？我们描述它的类型是“指向char类型的指针”。pc 的值是一个地址，在大部分系统内部，该地址由一个无符号整数表示。但是，不要把指针认为是整数类型。一些处理整数的操作不能用来处理指针，反之亦然。例如，可以把两个整数相乘，但是不能把两个指针相乘。所以，指针实际上是一个新类型，不是整数类型。因此，如前所述，ANSI C专门为指针提供了%p格式的转换说明。

## 3 使用指针在函数间通信 ##

我们才刚刚接触指针，指针的世界丰富多彩。本节着重介绍如何使用指针解决函数间的通信问题。请看下程序清单，该程序在interchange()函数中使用了指针参数。稍后我们将对该程序做详细分析。

/************************************************************************
    功能： 使用指针解决交换函数的问题                                                                     
    /************************************************************************/
    
    #include<stdio.h>
    void interchange(int* u, int* v);
    int main(void)
    {
    	int x = 5, y = 10;
    	printf("Originally x = %d and y = %d.\n", x, y);
    	interchange(&x, &y);			// 把地址发送给函数
    	printf("Now x = %d and y = %d.\n", x, y);
    	return 0;
    }
    void interchange(int* u, int* v)
    {
    	int temp;
    	temp = *u;						// temp获得u所指向对象的值
    	*u = *v;
    	*v = temp;
    }

该程序是否能正常运行？下面是程序的输出：

Originally x = 5 and y = 10.
    Now x = 10 and y = 5.

没问题，一切正常。接下来，我们分析程序清单9.15的运行情况。首先看函数调用：

interchange(&x, &y);

该函数传递的不是x和y的值，而是它们的地址。这意味着出现在interchange()原型和定义中的形式参数u和v将把地址作为它们的值。因此，应把它们声明为指针。由于x和y是整数，所以u和v是指向整数的指针，其声明如下：

void interchange (int * u, int * v)

接下来，在函数体中声明了一个交换值时必需的临时变量：

int temp;

通过下面的语句把x的值储存在temp中：

temp = *u;

记住，u的值是&x，所以u指向x。这意味着用\*u即可表示x的值，这正是我们需要的。不要写成这样：

temp = u; /* 不要这样做 */

因为这条语句赋给temp的是x的地址（u的值就是x的地址），而不是x的值。函数要交换的是x和y的值，而不是它们的地址。与此类似，把y的值赋给x，要使用下面的语句：

*u = *v;

这条语句相当于：

x = y;

我们总结一下该程序示例做了什么。我们需要一个函数交换x和y的值。把x和y的地址传递给函数，我们让interchange()访问这两个函数。使用指针和\*运算符，该函数可以访问储存在这些位置的值并改变它们。可以省略ANSI C风格的函数原型中的形参名，如下所示：

void interchange(int *, int *);

一般而言，可以把变量相关的两类信息传递给函数。如果这种形式的函数调用，那么传递的是x的值

function1(x);

如果下面形式的函数调用，那么传递的是x的地址：

function2(&x);

第1种形式要求函数定义中的形式参数必须是一个与x的类型相同的变量：

int function1(int num)

第2种形式要求函数定义中的形式参数必须是一个指向正确类型的指针：

int function2(int * ptr)

如果要计算或处理值，那么使用第 1 种形式的函数调用；如果要在被调函数中改变主调函数的变量，则使用第2种形式的函数调用。我们用过的scanf()函数就是这样。当程序要把一个值读入变量时（如本例中的num），调用的是scanf("%d", &num)。scanf()读取一个值，然后把该值储存到指定的地址上。

对本例而言，指针让interchange()函数通过自己的局部变量改变main()中变量的值。

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变量：名称、地址和值

通过前面的讨论发现，变量的名称、地址和变量的值之间关系密切。我们来进一步分析。编写程序时，可以认为变量有两个属性：名称和值（还有其他性质，如类型，暂不讨论）。计算机编译和加载程序后，认为变量也有两个属性：地址和值。地址就是变量在计算机内部的名称。在许多语言中，地址都归计算机管，对程序员隐藏。然而在 C 中，可以通过&运算符访问地址，通过\*运算符获得地址上的值。例如，&barn表示变量barn的地址，使用函数名即可获得变量的数值。例如，printf("%d\\n",barn)打印barn的值，使用\*运算符即可获得储存在地址上的值。如果pbarn=&barn;，那么\*pbarn表示的是储存在&barn地址上的值。

简而言之，普通变量把值作为基本量，把地址作为通过&运算符获得的派生量，而指针变量把地址作为基本量，把值作为通过\*运算符获得的派生量。

虽然打印地址可以满足读者好奇心，但是这并不是&运算符的主要用途。更重要的是使用&、\*和指针可以操纵地址和地址上的内容，

## 小结：函数 ##

形式：

典型的ANSI C函数的定义形式为：

返回类型 名称（形参声明列表）

函数体

形参声明列表是用逗号分隔的一系列变量声明。除形参变量外，函数的

其他变量均在函数体的花括号之内声明。

示例：

int　diff(int　x,　int　y)　//　ANSI　C
    { 
        // 函数体开始
        int z;　　　　// 声明局部变量
        z　=　x　-　y;
        return z; // 返回一个值
    } // 函数体结束

传递值：

实参用于把值从主调函数传递给被调函数。如果变量a和b的值分别是5和2，那么调用：

c = diff(a,b);

把5和2分别传递给变量x和y。5和2称为实际参数（简称实参），diff()函数定义中的变量x和y称为形式参数（简称形参）。使用关键字return把被调函数中的一个值传回主调函数。本例中， c接受z的值3。被调函数一般不会改变主调函数中的变量，如果要改变，应使用指针作为参数。如果希望把更多的值传回主调函数，必须这么做。

函数的返回类型：

函数的返回类型指的是函数返回值的类型。如果返回值的类型与声明的返回类型不匹配，返回值将被转换成函数声明的返回类型。

函数签名：函数的返回类型和形参列表构成了函数签名。因此，函数签名指定了传入函数的值的类型和函数返回值的类型。

示例：

double duff(double, int);　// 函数原型
    int　main(void)
    {
        double　q,　x;
        int　n;
        ...
        q = duff(x,n);　　　　　//函数调用
        ...
    }
    double duff(double u, int k)　　//函数定义
    {
        double　tor;
        ...
        return tor;　//返回double类型的值
    }

[C]: https://blog.csdn.net/u014411348/article/details/103778691
[Link 1]: https://download.csdn.net/download/u014411348/13124349
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