【C语言进阶深度学习记录】二十二指针的本质分析

青旅半醒 2022-03-17 12:20 184阅读 0赞

> 在C语言中，最难的也就是指针了。如果我们了解了指针的本质，它就会变得简单

> ### 文章目录 ###
> 
>  *   *  1 回顾：什么是变量？
>      *   *  1.1 \*号的意义
>          *  1.2 指针使用示例
>      *  2 传值调用与传址调用
>      *   *  2.1 利用指针交换两个变量
>      *  3 const与指针的配合
>      *   *  3.1 const指针代码分析
>      *  4 总结

## 1 回顾：什么是变量？ ##

程序中的**变量**只是一段**存储空间的别名**，那么是不是必须通过这个别名才能使用这段存储空间呢？

如果有一定的C语言的基础，那么应该知道还可以通过指针来访问变量的内存。就像下图中的代码片段：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

### 1.1 \*号的意义 ###

*  在指针声明的时候，\*号表示所声明的**变量是指针**
 *  在指针使用时，\*号表示取指针所指向的**内存空间的值**

如下图所示：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

> 变量p保存的是变量i的地址。\*p是i的值。如下图：  
> ![在这里插入图片描述][20190224144006156.png_pic_center]

### 1.2 指针使用示例 ###

*  代码：26-1-lyy.c

#include <stdio.h>
    
    int main(){
        
        
        int  i = 0;
        int* pI;
        char* pC;
        float* pF;
        
        pI = &i;
        
        *pI = 10;
        
        printf("%p, %p, %d\n", pI, &i, i);
        printf("%d, %d, %p\n",sizeof(int*), sizeof(pI), &pI);
        printf("%d, %d, %p\n",sizeof(char*), sizeof(pC), &pC);
        printf("%d, %d, %p\n",sizeof(float*), sizeof(pF), &pF);
        
        return 0;
    }

运行结果如下（Linux gcc 4.4.5）：

![在这里插入图片描述][20190224145658609.png_pic_center]

通过上述的代码以及运行结果分析知：

*  在32位系统中，指针的大小都是4。这个其实很好理解。32位系统只需要32位的地址，就能寻址所有内存空间。

## 2 传值调用与传址调用 ##

因为指针也是变量，所以函数的参数可以为指针。

*  当一个函数体内需要改变实参的值，则需要传该实参的地址。
 *  当传入的参数为复杂的数据类型的时候，也需要使用指针来作为参数

### 2.1 利用指针交换两个变量 ###

*  代码：26-2-lyy.c

#include <stdio.h>
    
    void swap(int* a, int* b){
        
        int tmp = *a;
        *a = *b;
        *b = tmp;
    }
    
    int main(){
        
    
        int aa = 1;
        int bb = 2;
        
        printf("aa = %d, bb = %d\n", aa, bb);
        
        swap(&aa, &bb);
        
        printf("aa = %d, bb = %d\n", aa, bb);
        return 0;
    }

*  编译运行结果如下：

![在这里插入图片描述][20190224151403811.png_pic_center]

## 3 const与指针的配合 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

总结来说就是：

*  当const出现在 \*号左边的时候，指针指向的数据不可改变，但是指针本身的值可以改变。
 *  当const出现在 \*号右边的时候，指针本身不能改变但是它指向的数据可以改变

### 3.1 const指针代码分析 ###

*  如下面的代码：26-3-lyy.c

#include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
        
        const int* p1 = &i;
        int const* p2 = &i;
        int* const p3 = &i;
        const int* const p4 = &i;
        
        *p1 = 1;    // compile error
        p1 = NULL;  // ok
        
        *p2 = 2;    // compile error
        p2 = NULL;  // ok
        
        *p3 = 3;    // ok
        p3 = NULL;  // compile error
        
        *p4 = 4;    // compile error
        p4 = NULL;  // compile error
        
        return 0;
    }

*  上面代码中标注ok的就是正确的代码，标注compile error的就是编译会出错的代码。
 *  对比上面的关于const的规则看上面的代码，很容易理解各行代码为什么出错，为什么不出错。

## 4 总结 ##

*  指针是C语言的一种特殊**变量**
 *  指针所保存的值是内存的**地址**
 *  可以通过指针修改内存中其他地址的内容（有些内存地址处是无法修改的）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20220317/a1b6e49926d940839eb49690f7ceac01.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20220317/da9333fd8f5f47f194e1595cb36061f2.png
[20190224144006156.png_pic_center]: /images/20220317/c1dadedf7c07472ea950d134c65e3163.png
[20190224145658609.png_pic_center]: /images/20220317/014cad664f284d03ad00eaf5a0d2c944.png
[20190224151403811.png_pic_center]: /images/20220317/28d23f1052cd4523abc8967cdb8446b7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20220317/5f8a7cb58e834b4695d97f8d39897768.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3Mzc1NDI3_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20220317/b5ea2d5908cf49d9976fb99358cc0586.png