Linux & 标准C语言学习 <DAY11>

一、指针

    1、什么是指针

        指针是一种特殊的数据类型，使用指针可以定义指针变量，指针变量存储的是整形数据，该数据代表了内存的编号(地址)，可以通过这个编号访问到对应的内存

   

    2、为什么要使用指针(使用场景)

        1.函数之间内存是互相独立的，但是有些时候需要函数之间共享变量

            普通传参是单项值传递，而全局变量容易命名冲突

            使用数组还需要额外传递长度

            虽然函数之间内存和命名空间是相互独立的，但是地址空间是同一个，所以使用指针可以解决这个问题

        2.由于函数之间普通变量是单项值传递(拷贝)，因此对于一些字节数比较多的变量，值传递的效率很低，如果传递的是地址，只需要4(32位)/8(64位)字节

        3.堆内存无法取名，它不像data、bss、stack这些可以让变量名与对应的内存建立联系，只能使用指针变量记录堆内存的地址从而使用堆内存

    3、如何使用指针

        1.定义：类型名* 变量名_p;

            a.指针变量和普通变量的用法有很大区别，因此建议在取名时以p结尾加以区分

            b.指针变量的类型表示它存储的是什么类型变量的地址，它决定了通过该指针变量能够连续访问的字节数

            c.一个*只能定义一个指针变量

                int *a,b,c  //a是指针变量，b、c是int类型变量

            d.指针变量与普通变量一样，默认初始值是随机的，一般初始化为NULL

       

        2.赋值：变量名_p = 地址;  //必须是有权限且有意义的内存地址

            栈内存：

                p = &num;

            堆内存：

                p = malloc(4);

        3.解引用：*变量名_p;

            通过该指针变量中存储的内存编号去访问对应的内存，具体连续访问的字节数由该指针类型决定

            注意：该过程可能会产生段错误，根源是该指针变量中存储的是非法内存地址

    4、使用指针需要注意的问题

        1.空指针：值为NULL的指针变量叫做空指针，如果对空指针解引用会产生段错误

            NULL是一种错误标志，如果一个函数的返回值类型是指针类型时，该函数执行出错则可以返回NULL

            NULL可以被判断 if(NULL == 变量名_p) if(!p)

            注意：绝大多系统中NULL就是0，个别系统是1

            如何避免空指针带来的段错误：使用来历不明的指针前进行判断

                a.当函数的返回值是指针类型时，获取后先判断后使用

                b.当函数的参数时指针时，别人可能会传空指针，使用前先判断

        2.野指针：指向不确定的内存空间的指针叫做野指针 int *p;

            对野指针解引用有什么后果

                a.一切正常

                b.段错误

                c.脏数据

            野指针比空指针危害大，因为它无法被判断，并且它的问题可能是隐藏性的短时间内不暴露自己

            所有的野指针都是程序员自己制造的，如何避免产生野指针

                a.定义指针变量时一定要初始化

                b.函数不要返回局部变量(栈内存)的地址

                c.当指针所指向的内存被释放后，指针变量要及时置空

    5、指针的运算

        指针变量中存储的是整数，理论上整形数据可以使用的运算符它都可以使用，但是绝大多数没有意义

        指针 + n -> 指针+指针类型字节数*n 前进了n个元素

        指针 - n -> 指针-指针类型字节数*n 后退了n个元素      

            运算后得到的结果依然是一个临时的指针

        指针1 - 指针2 -> (指针1 - 指针2) / 类型字节数  //必须相同类型的指针才能相减

    6、指针与const

        就近原则：const右边先跟着的是*(内存)还是P(指向)

            const int *p;           保护指针指向的内存不能被修改

            int const *p;           保护指针指向的内存不能被修改

            int* const p;           保护指针的指向不能被修改

            const int* const p;     保护指针的指向、指向的内存不能被修改

            int const * const p;    保护指针的指向、指向的内存不能被修改

       

    7、指针数组与数组指针(使用堆内存时使用)

        1.指针数组：就是由指针组成的数组，它的成员都是类型相同的指针变量

            int *arr[10]={};

       

        2.数组指针：专门指向数组的指针

            int (*arr_p)[10];  //arr_p是一个专门指向类型为int，长度为10的数组的指针

    8、指针与数组名

        数组名是一种特殊的"指针"，它与数组在内存中的首地址之间存在映射关系，它没有自己的存储空间，数组名是常量，不能修改它所代表的值

        指针变量有自己的存储空间，它与内存之间是指向关系，如果它存储了数组的首地址，就可以当做数组使用，同时数组名也可以当作指针使用

            int *p = arr;  //存储的是数组的首地址

            p[i] == *(p+i);

            arr[i] == *(arr+i);

    9、二级指针

        指向指针的指针，里面存储的是指针变量的地址

        1.定义：

            类型名** 变量名_pp;

       

        2.赋值

            变量名_p = &指针变量;

        3.解引用

            *变量名_p == 指针变量

            **变量名_p == *指针变量 == 数据