C语言入门---第九章 C语言指针

　　没学指针就是没学C语言！ 指针是C语言的精华，也是C语言的难点。

　　所谓指针，也就是内存的地址，所谓指针变量，也就是保存了内存地址的变量。不过人们往往不会区分两者的概念，而是混淆在一起使用。

　=====指针的概念=======

　　计算机中的所有数据都必须放在内存中，不同类型的数据占用的字节数不一样，例如int占用4个字节，char 占用1个字节。

　　我们将内存中字节的编号称为地址或指针。

　　一切都是地址

　　C 语言用变量来存储数据，用函数来定义一段可以重复使用的代码，他们最终都要放到内存中才能供CPU使用。

　　数据和代码都以二进制的形式存储在内存中，计算机无法从格式上区分某块内存中存储的是数据还是代码。当程序被加载到内存后，操作系统会给不同的内存块指定不同的权限，拥有读取和执行权限的内存块就是代码，而拥有读取和写入权限，也可能只有读取权限的内存块就是数据。

　　CPU只能通过地址来取得内存中的代码和数据，程序在执行过程中会告知CPU要执行的代码以及要读写的数据的地址，如果程序不小心出错，在CPU要写入数据时给它一个代码区域的地址，就会发生内存访问错误。这种内存访问错误会被硬件和操作系统拦截，强制程序奔溃，程序员没有挽回的机会。

　　CPU访问内存时需要的是地址，而不是变量名和函数名，变量名和函数名只是地址的一种助记符，当源文件被编译和链接成可执行程序后，他们都会被替换成地址。编译和链接过程的一项重要任务就是找到这些名称所对应的地址。

　　需要注意的是，虽然变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的，他们都是地址的助记符，但在编写代码的过程中，我们认为变量名表示的是数据本身，而函数名，字符串名和数组名则表示的是代码块或数据块的首地址。

=====C指针变量的定义和使用(精华)=====

　　1. 数据在内存中的地址也成为指针，如果一个变量存储了一份数据的指针，我们就称它为指针变量。

　　在C语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。指针变量的值就是某份数据的地址，这样的一份数据可以是数组、字符串、函数，也可以是另外的一个普通变量或指针变量。

　　　例如：

　　　　int a = 100;

　　　　int *p_a = &a;

　　　　在定义指针变量p_a 的同时对它进行初始化，并将变量a 的地址赋予它，此时p_a就指向了a.值得注意的是，p_a需要的一个地址，a 前面必须要加取地址符&,否则是不对

　　* 是一个特殊符号，表明一个变量是指针变量，定义p1、p2 时必须带*。而给p1、p2 赋值时，因为已经知道了它是一个指针变量，就没有必要再加上*。

　　也就是说，在定义指针变量时必须带*，给指针变量赋值时不能带*。

=====关于 * 和 & 的谜题

　　假设有一个int 类型的变量a ,pa 是指向它的指针，那么*&a 和&*pa 分别是什么意思呢？

　　&a : 取变量a 的地址（等价于pa）,

　　*(&a): 表示取这个地址上的数据，等价于 *pa, 仍然等于a

=======指针变量的运算（加、减和比较运算）====

　　指针变量保存的是地址，地址本质上是一个整数，所以指针变量可以进行部分于是奶奶。例如：加法、减法、比较等。

===9.4 C语言数组指针 （指向数组的指针）====

　　数组（Array）是一系列具有相同类型的数据的集合，每一份数据叫做一个数组元素。数组中的所有元素在内存中是连续排列的，震哥哥数组占用的是一块内存。

　　定义数组时，要给出数组名和数组长度，数组名可以认为是一个指针，它指向数组的第0个元素。在C语言中，我们将第0个元素的地址称为数组的首地址。

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　　求数组长度： int len = sizeof(arr) / sizeof(int);

　　sizeof(arr) 会获得挣个数组所占用的字节数，sizeof(int) 会获得一个数组元素所占用的字节数，他们相除的结果就是数组包含的元素的个数，即数组长度。

============

　　如果一个指针指向了数组，我们就称它为数组指针。

　　数组指针指向的是数组中的一个具体元素，而不是整个数组，所以数组指针的类型和数组元素的类型有关。

======C语言字符串指针(指向字符串的指针)=====

　　　　C语言中没有特定的字符串类型，我们通常是将字符串放在一个字符数组中。

　　字符数组存储在全局数据区或栈区，第二种形式的字符串存储在常量区。全局数据区和栈区的字符串（也包括其他数据）有读取和写入的权限，而常量区的字符串只有读取权限，没有写入权限。

　　除了字符数组，C语言还支持另外一种表示字符串的方法，就是直接使用一个指针指向字符串，例如： char *str = “hhhhhhhhhhh”；

　字符串中的所有字符在内存中是连续排列的，str 指向的是字符串的第0个字符，我们通常将第0个字符的地址称为字符串的首地址。字符串中的每个字符的类型都是char ，所以 str 的类型也必须是 char*

===到底使用字符数组还是字符串常量===

　在编程过程中如果只涉及到对字符串的读取，那么字符数组和字符串常量都能够满足要求；如果有写入（修改）操作，那么只能使用字符数组，不能使用字符串常量。

　　获取用户输入的字符串就是一个典型的写入操作，只能使用字符数组，不能使用字符串常量。

　　#include<stdio.h>

　　int main() {

　　　　char str[30];

　　　　gets(str);

　　　　printf("%s\n", str);

　　　　return 0;

　　}

========== 指针变量作为函数参数====

　　在C语言中，函数的参数不仅可以是整数、小数、字符等具体的数据，还可以是指向他们的指针。用指针变量作函数参数可以将函数外部的地址传递到函数内部，使得在函数内部可以操作函数外部的数据，并且这些数据不会随着函数的结束而被销毁。

　　像数组、字符串、动态分配的内存等都是一系列数据的集合，没有办法通过一个参数全部传入函数内部，只能传它们的指针，在函数内部通过指针来影响这些数据集合。

====代码示例：

　　#include<stdio.h>

　　　　void swap(int *p1, int *p2){

　　　　　　int temp;　　//临时变量

　　　　　　temp = *p1;

　　　　　　*p1 = *p2;

　　　　　　*p2 = temp;

　　　　}

　　C语言为什么不允许直接传递数组的所有元素，而必须传递数组指针呢？

　　参数的传递本质上是一次赋值的过程，赋值就是对内存进行拷贝。所谓内存拷贝，是将一块内存上的数据赋值到另一块内存上。

=======指针作为函数返回值===

　　C语言允许函数的返回值是一个指针，我们将这样的函数称为指针函数。

　　用指针作为函数返回值时需要注意的一点是，函数运行结束后会销毁在它内部定义的所有局部数据，包括局部变量、局部数组和形式参数，函数返回的指针请尽量不要指向这些数据，C语言没有任何机制来保证这些数据会一直有效，它们会在后续使用过程中可能会引发运行时错误。

====二级指针（指向指针的指针）====

　　指针可以指向一份普通类型的数据，例如：int 、double 、char 等，也可以指向一份指针类型的数据，例如：int*、double* 、char*等。

　　如果一个指针指向的是另外一个指针，我们就称它为二级指针，或者指向指针的指针。

=====C语言指针数组（数组每个元素都是指针）=====

　　如果一个数组中的所有元素保存的都是指针，那么我们就称它为指针数组。指针数组的定义形式一般为：

　　int *arr[] = {&a,&b,&c};

===

　　#include<stdio.h>

　　int main() {

　　　　char  *str[3] = {"111","222"."333"};

　　}

　　需要注意的是，字符数组str中存放的是字符串的首地址，不是字符串本身，字符串本身位于其他的内存区域，字符数组是分开的。

　　也只有当指针数组中每个元素的类型都是 char * 时，才能像上面那样给指针数组赋值，其他类型不同。

=========二维数组指针（指向二维数组的指针）====

　　二维数组在概念上是二维的，有行有列，但在内存中所有的数组元素都是连续排列的，它们之间没有“缝隙”。

　　为了更好的理解指针和二维数组的关系，我们先来定义一个指向a 的指针变量P:

　　int(*p)[4] = a;

　　括号中的*表明p 是一个指针，它指向一个数组，数组类型为int[4]，这正是a 所包含的每个一维数组的类型。[]的优先级高于*,()是必须要加的，如果赤裸裸的写作int *p[4] ，那么应该理解为int *(p[4])，p就成了一个指针数组，并不是二维数组指针。

=====函数指针（指向函数的指针）====

　　一个函数总是占用一段连续的内存区域，函数名在表达式中有时会被转换为该函数所在内存区域的首地址，这和数组名非常相似，我们可以把函数的首地址（或称为入口地址）赋予一个指针变量，使指针变量指向函数所在的内存区域，然后通过指针变量就可以找到并调用该函数。这种指针就是函数指针。

　　函数指针的定义形式为：returnType (*pointerName)(param list)

　　returnType 为函数返回值类型。

====对C语言指针的总结====

　　指针就是内存地址，C预压允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。指针变量可以存放基本类型数据的地址，也可以存放数组，函数以及其他指针变量的地址。

　　程序在运行过程中需要的是数据和指令的地址，变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的，他们都是地址的助记符，在编写代码的过程中，我们认为变量名表示的是数据本身，而函数名、字符串名和数组名表示的是代码块或数据块的首地址，程序被编译和链接后，这些名字都会消失，取而代之的是他们对应的地址。

　　定义：int *p: p 可以指向int 类型的数据，也可以指向类似 int arr[n]的数组。

　　　　　int **P : p为二级指针，指向 int * 类型的数据。

　　　　　int *p[n] :　p为指针数组。[]的优先级高于*，所以应该理解为int *(p[n]);

====

　　1.使用指针变量之前一定要初始化，否则就不能确定指针指向哪里，如果它指向的内存没有使用权限，程序就崩溃了。对于暂时没有指向的指针，建议赋值NULL。

　　2.两个指针变量可以相减。如果两个指针变量指向同一个数组中的某个元素，那么相减的结果就是两个指针之间相差的元素个数。

　　3.数组也是有类型的，数组名的本意是表示一组类型相同的数据。在定义数组时，或者和sizeof、&运算符一起使用时数组名才表示挣个数组，表达式中的数组名会被转换为一个指向数组的指针。

　　

　　

　　

　　

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