大学生如何优雅地使用c语言指针的n种方法

深藏阁楼爱情的钟 2023-10-03 21:48 13阅读 0赞

**目录**

一.什么是指针

1.指针的概念

（1）指针的初始化

（2） 指针的大小

（3）指针的解引用

2指针的分类

（1）空指针

（2）野指针

（3）指针常量

（4）常量指针

（5）二级指针

二.指针的应用

1.函数传参

（1）值传递

（2）地址传递

2.函数传返回值

三.指针的总结

1.指针的种类

2.指针的应用

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## 一.什么是指针 ##

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指针是c语言的精髓所在，如果不会比较优雅地使用指针，也就不能说自己熟悉或者掌握c语言编程，正确且优雅地使用，可以使程序更加简洁高效，每一个学习c语言的小伙伴都应该学习并掌握指针。指针到底是如何成为c语言的灵魂呢，我们一起来探索指针的奥秘吧~

### 1.指针的概念 ###

指针是一种数据类型，它存放的是数据变量的内存地址，定义指针的格式为 数据类型 \* 指名，如int a=10;int\*p=&a;这时候我们就说指针p指向了变量a，将变量a看成一个房间,房间的内容就是10，门牌号就是0x123456，则指针p存放的就是a房间的门牌号0x123456,示意图如下图所示

![ec8c5eee1ff847b9bbfdf7b41ccedd13.png][]

#### （1）指针的初始化 ####

指针定义的时候可以初始化，初始化的格式为，数据类型 \* 指针变量名=&变量名，如下图所示

![e290164e06104faf879590ce320abbd7.png][]

当指针指向数组的时候，由于数组变量名即为数组的首地址，故可以不用取地址符&

![5f16964ec5df4334b03b42ae7dcab03c.png][]

####  ####

#### （2） 指针的大小 ####

指针的在操作系统相同的情况，无论是int型char型还是字符型的类型等指针占用的内存大小都是一样的

![7a3acafec6044fdaaef1d67b38a8ea9d.png][]

输出结果

![e1fe7d07f0ad48369c149413886b3979.png][]

在64位windows操作系统下，几种数据类型的指针都占用8个字节

####  ####

#### （3）指针的解引用 ####

当定义完一个指针并指向一个变量时，我们可以通过指针的解引用符\*来间接访问变量，即定义完指针后，\*p就等价于变量a，而p为变量a的内存地址

![f1730b239f3c47aa8af32900f1ba1d15.png][]

输出结果

![81ddc56854da4d5099e5cb7c78e181f8.png][]

再用数组来一个解引用的例子，在学习指针前，我们遍历数组都是通过数组下标来访问，而当我们接触到了指针时，我们便可以利用指针来遍历数组

![efe0e68bbdbb48578ee7c5496a97232a.png][]

输出结果

![0afb03452b1f41cc899b7e9bebbf0f06.png][]

### 2指针的分类 ###

#### （1）空指针 ####

当我们利用指针进行一些操作后，为了避免后面不小心对某些变量进行操作，我们往往会在操作完成后将指针置空，空指针即指针不指向任何一个内存空间，打印空指针将什么都不会输出

![42e3e70153ab43edbe2ccb3ba2521c90.png][]

![3ea2f19d082e4ea9af9bdb0da232c87a.png][]

#### （2）野指针 ####

野指针的几种产生情况

1.定义指针时未初始化，未初始化的指针指向的空间将是随机的，如果此时操作野指针则可能产生一些未知的错误

![ad02aba25b1042e0985bb446586f185b.png][]

输出结果

![3ea2f19d082e4ea9af9bdb0da232c87a.png][]

####  ####

2.指针访问越界

以访问数组为例，当利用指针访问的时候，p的指向一旦超过数组下标，则此时p存放的地址则为未知的空间地址，此时的指针p也称之为野指针

![47917f595b924237a99e54ebcc08def1.png][]

输出结果

![24e379c7b1d4456facc53270dc048bca.png][]

可以看到打印第7个变量时产生了一个随机值，这就是因为野指针指向的空间是随机的

3.指针释放后未置空

我们在利用指针进行操作完之后需要将指针释放并置空，而部分小伙伴会在释放指针后忘记将指针置空，释放指针实质上是将指针指向的空间释放，但是指针依然还在，此时指针指向的空间已经被释放也就是已经不存在，则指针会指向另外的随机空间，此时的指针也称为野指针

![f32e7578c4ee4770a56dde620ba97f2f.png][]

#### （3）指针常量 ####

当定义指针并初始化时，用const修饰的位置不同而决定是指针常量还是常量指针，int \* const p，此时的指针p则为指针常量，指针变量也是变量，此时指针常量意味着指针的值不可以修改，也就是指向不变，相当于和初始化指向的空间绑定了，指针常量的性质为指针不可修改，而指向的空间的值可以修改

![d4d14c08dfa140378b5ddfd24f524fff.png][]

![dc635a619c66447eb4d08ee0aab5a756.png][]

对指针常量指向其他的变量，编译器报错并显示指针变量为已读，不可修改

#### （4）常量指针 ####

当用const修饰整个定义表达式，cconst int \*p，此时指针p为常量指针，即指针指向的空间的值为常量，不可修改，但是指针可以指向其他的空间

![adb1c1d009704983a409c913c373a07c.png][]

![be9b473ed2f84e5a880e21a66b07f466.png][]

当常量指针指向的变量的值修改时，编译器报错并显示变量a为已读，不可修改

#### （5）二级指针 ####

指针不仅可以指向其他数据类型的变量，指针也可以指向指针，指向指针的指针称为二级指针，此时指针存放的是一级指针变量的地址，二级指针可以通过两次解引用访问变量

![3470a8ee0a554a8fbd280b12b143efd8.png][]

![eb0f42ba29a3416e8a6c97261116176b.png][]

输出结果为

![597fd88313c94490b51457d356bea852.png][]

可以看到输出结果第一行为一级指针解引用后的值，即变量a的值；第二行为二级指针一次解引用的值，即为一级指针的值，一级指针的值即为变量a的地址；第三行为二级指针二次解引用的值，即为变量a的值

## 二.指针的应用 ##

### 1.函数传参 ###

#### （1）值传递 ####

函数的形参为普通变量时即为值传递，此时将实参传入函数将不会修改，我们以交换两个变量的值为例

![0c3351f9bae340799cfd026a8be25aeb.png][]

![bc97b868953641d8b81d6b968585c093.png][]

可以看到在函数内两个变量的值交换了，但是调用完函数后两个变量的值并没有交换

#### （2）地址传递 ####

函数的形参为指针变量时即为值传递，此时传入实参必须传入实参的地址，即需要取地址符&，传入实参的地址后，在函数对形参修改将会使实参也发生相应的修改，我们以交换两个变量的值为例

![49baa801895e420bbb873fa7f3ed8aa0.png][]

![13a6758cf14149268ba890679f36084f.png][]

可以看到在函数内两个变量的值交换了，调用完函数后两个变量的值也会相应地交换

### 2.函数传返回值 ###

在学习指针之前，我们利用函数传返回值时只能传递一个值，在学到指针的时候，我们便可以在传返回值时利用指针传递多个返回值，当我们某个函数的形参为数组，且返回值也为数组时，我们可以利用指针作形参和返回值，我们以冒泡排序为例，传入任意一个数组，然后返回排序后的数组

#include<stdio.h>
    int * BubbleSort(int *a) //用指针作为形参，传入的是数组首元素的地址
    {
    	int i=0;
    	int j=0;
        //冒泡排序
    	for(i=0;i<5;i++)
    	{
    		for(j=0;j<5-i-1;j++)
    		{
    			if(a[j]>a[j+1])
    			{
    				int temp=a[j];
    				a[j]=a[j+1];
    				a[j+1]=temp;
    			}
    		}
    	}
        //排序完传回指针
    	return a;
    }
    int main()
    {	
    	int a[5]={5,9,1,5,7};
    	int i=0;
    	int *p=BubbleSort(a);//调用完函数定义一个指针接受返回值
    	for(i=0;i<5;i++)
        打印调用完冒泡排序的数组
    	{
    		printf("%d\n",*p);
    		p++;
    	}
    		
       	return 0;
    }

输出结果为

![30fc2f5a24894ee798f5263de43a297a.png][]

可以看到，将数组名传入冒泡排序函数后数组的元素进行了排序

## 三.指针的总结 ##

### 1.指针的种类 ###

指针总体可以分为空指针、野指针、指针常量、常量指针、二级指针（多级指针），在学习指针是我们要尽量避免空指针和野指针，以免引起一些未知的错误，根据使用场景合适地选择指针种类，可以有效地提高程序的简洁性和可读性

### 2.指针的应用 ###

指针的应用最常用的两个功能就是函数传参和函数传返回值

在我们想要在函数内修改实参时可以使用指针传参，不过指针传参不可滥用，防止在不需要修改实参时意外对实参进行改动

在我们想要函数传回数组、结构体等多个变量值时我们可以将指向它们的指针作为返回值，在主函数调用函数后定义指针接受即可

###  ###

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