C指针(一)

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一、指针的基本操作

例：

int i;
int *pi = &i;
char c;
char *pc = &c;

"&"是取地址符，&i表示取变量i的值，int *pi = &i;表示定义一个指向int型的指针变量pi，并用i的地址来初始化pi。全局变量只能用常量表达式初始化，如果定义int p = i;就错了，因为i不是常量表达式，然后用i的地址来初始化一个指针却没有错，是因为i的地址是在编译链接时能确定的，而不需要到运行时才知道，&i是常量表达式。后面两行定义了一个字符型变量c和一个指向c的字符型指针pc，注意pi与pc虽然是不同类型的指针变量，但他们的内存单元都占4个字节，因为要保存32位的虚拟地址，同理在64位平台上指针变量都占8个字节。如果要让pi指向另外一个整型变量可以重新对pi赋值:pi = &j;如果要改变pi所指向的整型变量的值，比如把变量j的值加10，可以：

*pi = *pi + 10;

指针之间可以相互赋值，也可以用一个指针初始化另一个指针:

int *ptri = pi;

或者:

int *ptri;
ptri = pi;

表示pi指向哪就让ptri指向哪，本质上是把变量pi所保存的地址值赋给变量ptri。

用一个指针给另一个指针赋值时要注意，两个指针必须是同一类型的，pi是int *型，pc是char * 型，pi = pc这样赋值就是错误的。但是可以先强制类型转换:

pi = (int *)pc;

有一种情况需要注意:

int main(void)
{
    int *p;
    ...
    *p = 0;
    ...
}

在堆栈上分配的变量初始值是不确定的，也就是说指针p所指向的内存地址是不确定的，后面用*p访问不确定的地址就会导致不确定的后果，如果导致段错误还比较容易改正，如果意外改写了数据而导致随后的运行中出错就不好调试了。像这种指向不确定地址的指针称为野指针(Unbound Pointer)，为避免野指针，在定义指针变量时就应该给它明确的初值，或者把它初始化为NULL:

int main(void)
{
    int *p = NULL;
    ...
    *p = 0;
    ...
}

NULL在C标准库的头文件stddef.h中定义：

#define NULL ((void *)0)

就是把地址0转换为指针类型，称为空指针，它的特殊之处在于操作系统不会把任何数据保存在地址0及其附近，也不会把地址0-0xfff的页面映射到物理内存，所以任何对地址0的访问都会立刻导致段错误。*p = 0会导致段错误。

在编程时经常需要一种通用指针，可以转换为任意其他类型的指针，任意其他类型的指针也可以转换为通用指针。只能定义void *类型的指针而不能定义void型的变量，因为void *指针和别的指针都一样占4个字节，而如果定义void变量(也就是类型不确定的变量)编译器不知道应该分配几个字节给变量。void *指针不能直接Dereference，而必须先转换成别的类型的指针再做Dereference。void *指针常用于函数接口:

void func(void *pv)
{
        /* *pv = 'A' is illegal */
        char *pchar = pv;
        *pchar = 'A';
}
int main(void)
{
        char c;
        func(&c);
...
}

二、指针类型的参数和返回值

#include <stdio.h>

int *swap(int *px, int *py)

{

int temp;

temp = *px;

*px = *py;

*py = temp;

return px;

}

int main(void)

{

int i = 10, j = 20;

int *p = swap(&i, &j);

printf("now i=%d j=%d *p=%d\n", i, j, *p);

return 0;

}

尽管在swap函数的作用域中访问不到i和j这两个变量名，却可以通过地址访问它们，最终swap函数将i和j的值做了交换。

三、指针与数组

int a[10];
int *pa = &a[0];
pa++;

对于上边的这个例子，指针pa指向a[0]的地址，后缀运算符的优先级高于单目运算符，所以是取a[0]的地址，而不是取a的地址。然后pa++让pa指向下一个元素（也就是a[1]），由于pa是int *指针，一个int型元素占4个字节，所以pa++使pa指向的地址加4而不是1。

*(pa+2)等价于pa[2]，pa就像数组名一样。a[2]之所以能取数组下标为2的元素是因为它等价于*(a+2),数组名做右值时自动转为指向首元素的指针，所以a[2]与pa[2]本质上是一样的。由于(*((E1) + (E2)))等价于(*((E2) + (E1))),所以a[2]可以写成2[a]。另外由于a做右值使用时和&a[0]是一个意思，所以int *pa = &a[0]通常会写成int *pa = a;

C语言规定只有指向同一个数组中元素的指针之间相互比较才有意义，否则没有意义。那么两个指针相减表示什么？pa – a等于几？因为pa – 1 == a，所以pa – a显然应该等于1，指针相减表示两个指针之间相差的元素个数，同样只有指向同一个数组中元素的指针之间相减才有意义。两个指针相加表示什么？想不出来它能有什么意义，因此C语言也规定两个指针不能相加。