C语言由浅入深理解指针_C/C++

1. 相关概念

操作系统给每个存储单元分配了一个编号，从ox00 00 00 00~0xff ff ff ff，这个编号称为地址，指针就是地址
指针变量：即这个变量用来存放一个地址编号
无论什么类型的地址，都是存储单元的变换，在32位平台下都是4个字节，即任何类型的指针变量都是4个字节大小，64位操作系统占8个字节。
对应类型的指针变量，只能存放对应类型的地址。例如整型指针变量，只能存放整型变量的地址。

#include <stdio.h>
int main()
{
  char *a;
  short *b;
  int *c;
  long *d;
  float *e;
  double *f;
  printf("sizeof(a)=%d\n", sizeof(a));
  printf("sizeof(b)=%d\n", sizeof(b));
  printf("sizeof(c)=%d\n", sizeof(c));
  printf("sizeof(d)=%d\n", sizeof(d));
  printf("sizeof(e)=%d\n", sizeof(e));
  printf("sizeof(f)=%d\n", sizeof(f));
  return 0;
}

C语言由浅入深理解指针

可见，我的操作系统是64位的。

为什么在64位系统中指针的大小是8，而32位的却是4？

64位系统，这个位数指的是CPU 里面的通用寄存器的数据宽度为64位，也就是说一个地址占二进制位数是64，所以：

sizeof(double *)==sizeof(int *)==sizeof(char *)==64/8==8

32位系统，同理，他的一个地址占32位二进制空间，sizeof(double *)==sizeof(int *)==sizeof(char *)==32/8==4

其实明白了两个系统的寻址原理就能明白，大体就是这个原因。地址跟系统有关，但是基本数据类型占的大小是由C语言本身决定。

2. 指针的定义方法

数据类型 *指针变量名

int p; // 定义了一个指针变量p 在定义指针变量的时候，是用来修饰变量的，代表指针变量。

关于指针的运算符：

& 取地址 * 取值

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 100;
  int *p; // 定义一个指针变量
  p = &a; // 给指针变量赋值
  printf("a = %d, %d\n", a, *p);  // *p 等价于变量 a
  return 0;
}

C语言由浅入深理解指针

拓展：如果一行中定义多个指针变量，每个变量前面都要加*修饰

3. 指针的分类

字符指针
短整型指针
整型指针
长整型指针
float型指针
double型指针
函数指针
结构体指针
指针的指针
数组的指针

4. 指针和变量的关系

引用变量的方法：

1.直接通过变量的名称

2.通过*指针名称引用

#include <stdio.h>
int main()
{
  int *p1, *p2, temp, a, b;
  p1 = &a;
  p2 = &b;
  printf("请输入a,b的值：\n");
  scanf("%d %d", p1, p2); // 和之前的scanf不同，这里直接用p1p2作为写入地址。
  temp = *p1;  // 用p1指向的变量a给temp赋值
  *p1 = *p2; // 用p2指向的变量b给p1指向的变量a赋值
  *p2 = temp;  // temp给p2指向的变量b赋值
  printf("a=%d b=%d\n", a, b);
  printf("*p1=%d,*p2=%d\n", *p1, *p2);
  return 0;
}

C语言由浅入深理解指针

如果想让不同类型的指针相互赋值的时候，需要强制类型转换：

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0x1234, b = 0x5678;  // 4个字节
  char *p1, *p2;  // char类型只能保存一个字节
  printf("%#x  %#x\n", a, b);
  p1 = (char *)&a;  // 强制类型转换
  p2 = (char *)&b;
  printf("%#x  %#x\n", *p1, *p2);
  p1++;  // 指针向上移动
  p2++;
  printf("%#x  %#x\n", *p1, *p2);
  return 0;
}

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5. 指针与数组的关系

指针保存的是数组第一个元素的地址

也可以通过*（p+2）=100给当前地址的下一个变量赋值

#include<stdio.h>
int main(){
  int a[5] = {0,1,2,3,4};
  int *p;
  p = a;
  // 指针指向数组a的第一个元素的首地址
  printf("a[2]=%d\n",a[2]);
  printf("p[2]=%d\n",p[2]);
  // *(a+n) <==> *(p+n) <==> a[n] <==> p[n]
  printf("*(p+2)%d\n",*(p+2));
  printf("*(a+2)%d\n",*(a+2));
  printf("p=%p\n",p);
  printf("p+2=%p\n",p+2);
  return 0;
}

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6. 指针的运算

指针可以加一个整数，往下指几个它指向的变量，结果还是地址

#include <stdio.h>
void test1()
{
  int a[10];
  int *p, *q;
  p = a;
  q = p + 2;  // p q 间隔8个字节，意味着加一个整数最终移动的字节数与指针变量的类型也有关系
  printf("p=%p\n", p);
  printf("q=%p\n", q);
  return;
}
int main()
{
  test1();
  return 0;
}

C语言由浅入深理解指针

两个相同的指针可以比较大小

前提：指向同一个数组的元素

#include <stdio.h>
void test2()
{
  int a[10];
  int *p, *q;
  p = &a[1];
  q = &a[6];
  if (p < q)
  {
      printf("p < q\n");
  }
  else if (p > q)
  {
      printf("p > q\n");
  }
  else
  {
      printf("p = q\n");
  }
  return;
}
int main()
{
  //  test1();
  test2();
  return 0;
}

C语言由浅入深理解指针

两个同类型的指针可以做减法

前提：指向同一个数组元素，减法的结果是指针指向的中间有多少个元素

#include <stdio.h>
void test3()
{
  int a[10];
  int *p, *q;
  p = &a[0];
  q = &a[3];
  printf("%ld\n", q - p);
  return ;
}
int main()
{
  //  test1();
  //  test2();
  test3();
  return 0;
}

C语言由浅入深理解指针

两个相同类型的指针可以相互赋值

#include <stdio.h>
void test4()
{
  int a = 100;
  int *p, *q;
  p = &a;
  printf("a=%d %d\n", a, *p);
  q = p;
  printf("*q=%d\n", *q);
  *q = 999;
  printf("a=%d\n", a);
}
int main()
{
  //  test1();
  //  test2();
  //  test3();
  test4();
  return 0;
}

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