1 指针变量的基本操作基本操作
int a,*iptr,*jptr,*kptr; iptr = &a; jptr = iptr; *jptr = 100; kptr = NULL;
图解:
1.1 己址和己空间
指针变量也是一个变量,对应一块内存空间,对应一个内存地址,指针名就是己址。这空内存空间多大?一个机器字长(machine word),32位的CPU和操作系统就是32个位,4个字节,其值域为:0x-0xFFFFFFFF。64位的CPU和操作系统就是64个位,8个字节,其值域为:0x-0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
1.2 己值、他址、他空间
指针变量的值就是其指向的空间的地址,指向的地址的空间大小就是指针变量指向类型的大小。
1.3 声明与初始化
当声明一个指针变量,没有初始化时,指针变量只获得了其自身的内存空间,而其指向还没有确定,此时指针变量解引用做左值是非法操作。如果要使用指针变量解引用做左值,有三条途径:
int *ptr; int *ptr_2; int a = 1; ptr_2 = &a; // *ptr = 0; // 非法操作,其指向其指向的内存空间还未确定 ptr = &a; // ① 右值是一个变量地址 ptr = ptr_2; // ② 右值是一个同类型指针,且已初始化 ptr = (int*)malloc(sizeof(int));// ③ 右值是一个内存分配函数返回一个void指针 *ptr = 0; // 合法操作,ptr有了确定的指向及指向的内存空间;
1.4 函数之间指针值的传递
函数(如下例的funcForSpace())内定义局部变量(如下例的a)保存在一个函数的栈帧上,当一个函数执行完毕后,另一个函数(如下例的stackFrame_reuse())执行时,该空间会被stackFrame_reuse()重复使用,a所使用的空间将不复存在,所以当一个指针变量指向局部变量的内存空间时,其地址值传递给主调函数时,并不是一个有效值。
#includevoid 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,此时栈帧还未被重复使用 stackFrame_reuse(); printf("%d ",*pNew); // -858993460,垃圾值 while(1); return 0; }
可以在funcForSpace()内分配一块堆内存,传递给主调函数。
#include#include int g(int **iptr) { // 当试图修改主调函数的一级指针变量时,被调函数的参数是一个二级指针 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; }
可以图示一下以上代码指针的传递过程:
以下图示a表示计算机内存,b表示一个函数调用时在栈(stack)上开辟的栈帧空间:
2 指针变量与数组名
数组名在一定的上下文中会转换为指向数组首元素的地址,以方便指针的算术运算,如
#includeint main() { int a[5] = {0}; char b[20] = {0}; *(a+3) = 10; // a+3是指相对于地址a,偏移sizeof(int)个字节 *(b+3) = 'x'; // b+3是指相对于地址b,偏移sizeof(char)个字节 printf("%d, %c ",a[3],b[3]); // 10, x while(1); return 0; }
可以图示一下以上代码指针的偏移细节:
3 主调函数与被调函数之间的指针传递
看以下代码:
#includevoid 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; }
以上代码可用以下图示理解:
swap1传值:
swap2传址(指针传递):
4 数组做函数参数
二维数组是数组的数组,n维数组是n-1维数组的数组。内存是一维的字节序列,所谓的n维数组其实只是一个逻辑意义的表示,其物理结构还是一维线性的。
n维数组的元素是一个n-1维数组。如果用指针指向一个n维数组,其指针类型必须有n-1维的长度信息,当其用作函数参数时也是如此。
void g(int a[][2]) { // void g(int(*a)[2]){是相同写法 a[2][0] = 5; } void caller() { int a[3][2]; int (*p)[2] = a; *(*(p+2)+0) = 7; // p=2表示相对于地址p偏移sizeof(*p) printf("%d ",a[2][0]); // 7 g(a); printf("%d ",a[2][0]); // 5 }
以下代码可以用以下图示辅助理解:
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原文标题:图解C语言指针变量
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