【C语言】指针运算—— 算术运算，关系运算

骑猪看日落 2022-06-17 10:28 267阅读 0赞

## 算术运算 ##

是不是对指针的任何运算都是合法的呢？答案是它可以执行某些运算，但并**`非所有的运算都合法`**。除了加法运算之外，你还可以对指针执行一些其他运算，但并不是很多。（乘法，除法就不可以）

**`指针加上一个整数的结果是另一个指针。`**问题是，它指向哪里？如果你将一个字符指针加1，运算结果\*\*`产生的指针指向内存中的下一个字符。`\*\*float占据的内存空间不止1个字节，如果你将一个指向float的指针加1，将会发生什么？它会不会指向该float值内部的某个字节呢？

答案是否定的。当一个指针和一个整数量进行算术运算时，整数在执行加法运算前始终**`会根据合适的大小进行调整。`**这个“合适的大小”就是指针所指向类型的大小，“调整”就是把整数值和“合适的大小”相乘。为了更好的说明，试想在某台机器上，float占据4个字节。在计算float型指针加3的表达式时候，这个3将根据float类型的大小（此例中为4）进行调整（相乘），这样实际上加到指针上的整型值为12。

把3与指针相加使指针的值增加3个float的大小，而不是3个字节。这个行为较之获得一个指向一个float值内部某个位置的指针把3与指针相加使指针的值增加3个float的大小，而不是3个字节。这个行为较之获得一个指向一个float值内部某个位置的指针更为合理。下表包含了一些加法运算的例子。调整的美感在于指针算法并不依赖于指针的类型。**`换句话说，如果p是个指向float的指针，那么p+1就指向下一个float，其他类型也是如此。`**

![这里写图片描述][SouthEast]

C的指针的算术运算只局限于两种形式。

第一种形式是：指针+-整数 标准定义这种形式只能用于指向数组中某个元素的指针，如图所示：

![这里写图片描述][SouthEast 1]

并且这类表达式的**`结果类型也是指针`**。这种形式也适用于使用malloc函数动态分配获得的内存。

对一个指针加1使它指向数组中的下一个元素，加5使它向右移动5个元素的位置，依次类推。把一个指针减去3使它向左移动3个元素的位置。

第二种类型的指针运算具有如下的形式：指针—指针

**`只有当两个指针都指向同一个数组中的元素时，才允许从一个指针减去另一个指针`**，如下所示：

![这里写图片描述][SouthEast 2]

两个指针相减的结果的类型是ptrdiff\_t，它是一种有符合整数类型。**`减法运算的值是两个指针在内存中的距离是指针的本身`**（以数组元素的长度为单位，而不是以字节为单位），因为减法运算的结果将除以数组元素类型的长度。

![这里写图片描述][SouthEast 3]

**`如果两个指针所指向的不是同一个数组中的元素，那么它们之间相减的结果是未定义的。`**程序员无从知道两个数组在内存中的相对位置，如果不知道这一点，两个指针之间的距离就毫无意义。

举个例子：

#include <stdio.h>
    
    int main(){
        int    a = 10,   *pa = &a;
        double b = 99.9, *pb = &b;
        char   c = '@',  *pc = &c;
        //最初的值
        printf("&a=%#X, &b=%#X, &c=%#X\n", &a, &b, &c); //存储空间的地址值 
        printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);//指针的值 
        //加法运算
        pa += 1; pb += 1; pc += 1;
        printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc); //int为4个字节，double为2个字节，char为1个字节 
        //减法运算
        pa -= 2; pb -= 2; pc -= 2;
        printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
        return 0;
    }

![这里写图片描述][SouthEast 4]

同一个数组中两个指针相减例子：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        int a[10] = { 3,5,2,6,4,3,6,4,3 };
        int *s = &a[3], *f = &a[7];
        printf("*f-*s=%d", f - s);
     }

![这里写图片描述][SouthEast 5]

关系运算：

**`只有当两个指针指向同一个数组中的元素时`**，才能进行关系运算。  
当指针p和指针q指向同一数组中的元素时，  
则： （可以用在if判断里面作为条件）

p<q 当p所指的元素在q所指的元素之前时，表达式的值为1；反之为0。 
    P>q 当p所指的元素在q所指的元素之后时，表达式的值为1；反之为0。 
    p==q 当p和q指向同一元素时，表达式的值为1；反之为0。 
    p！=q 当p和q不指向同一元素时，表达式的值为1；反之为0。

举例：

编写程序将一个字符串反向。

#include <stdio.h> 
    
        void main( ) 
        { 
            char str[50], *p, *s, c; 
    
            printf("Enter string:"); 
            gets(str); //从键盘输入字符 
    
            p=s=str;  //将指针初始化 
    
            while ( *p ) 
            { 
                p++;  //将p指向字符串最后 
            }
    
                p--;//将p指针指向最后一个字符，原来指向最后一个的后面 
    
            while ( s<p )  // 判断地址 
            {
                 c = *s;  
                *s++ = *p;  
                *p-- = c;  
            } 
    
            puts(str);

下面是分步调试的结果：  
![这里写图片描述][SouthEast 6]

![这里写图片描述][SouthEast 7]

![这里写图片描述][SouthEast 8]

![这里写图片描述][SouthEast 9]

![这里写图片描述][SouthEast 10]

![这里写图片描述][SouthEast 11]

![这里写图片描述][SouthEast 12]

![这里写图片描述][SouthEast 13]

![这里写图片描述][SouthEast 14]

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[SouthEast 2]: /images/20220617/d02c516c0a2b440ab5e1431f4665c40f.png
[SouthEast 3]: /images/20220617/3978591a802c4350bbe581183f05e2a8.png
[SouthEast 4]: /images/20220617/80b990ab43014ca28e7278c9607bc639.png
[SouthEast 5]: /images/20220617/abb8e4c7a1a446be8a27607920fa5f51.png
[SouthEast 6]: /images/20220617/54f12ab80a0c4b1ca59e7bc0131f50f2.png
[SouthEast 7]: /images/20220617/fde7e9564e2d467f823d1e8241031c8a.png
[SouthEast 8]: /images/20220617/266f81a77ef34f8cb0c0c64491efe555.png
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[SouthEast 10]: /images/20220617/80fdb8dd00914f808f2bd0e2152332a1.png
[SouthEast 11]: /images/20220617/d1bcc1fa5696479f8716e5b6e8af15e9.png
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