袁可佳 发表于 2025-6-4 19:02:38

指针基础

指针

指针

指针是计算机编程中一个重要的概念,它是一种特殊的数据类型,用于存储变量的内存地址。简单来说,指针指向了一个变量在计算机内存中的存储位置。
每个变量在内存中都有一个地址,在编程中,通过定义指针变量,我们可以存储一个变量的地址,这就使得我们可以通过间接的方式操作和修改变量,而不需要访问原始的变量名。

指针的定义和使用

指针也是一种数据类型,指针变量也是一种变量,指针变量指向谁,就把谁的地址赋值给指针变量。
首先,要声明一个指针变量,需要使用星号"*"来表示该变量是一个指针。
// 关于 * 的位置没有要求,根据个人喜好书写即可
int *ptr;
int* ptr;
int * ptr;
int*ptr;要将指针指向一个变量的内存地址,需要使用取地址符号"&"
int num = 10;
ptr = # // 将ptr指向num的内存地址要访问指针指向的变量的值,需要使用星号"*"来解引用指针。解引用操作符告诉编译器去访问指针所指向的内存地址,并获取那个地址处存储的值。
还可以通过指针来修改变量的值。通过解引用指针并使用赋值操作符,可以将新的值存储到指针指向的内存地址处。
printf("%d", *ptr); // 输出指针所指向的变量的值
*ptr = 20; // 将指针所指向的变量的值修改为20测试程序

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 9;
    char b = 97;
    printf("%p, %p\n", &a, &b); //打印a, b的地址

    // int *代表是一种数据类型,int*指针类型,p才是变量名
    // 定义了一个指针类型的变量,可以指向一个int类型变量的地址
    int* p;
    //将a的地址赋值给变量p,p也是一个变量,值是一个内存地址编号
    p = &a;
    printf("*p:%d, p:%p\n", *p, p);//p指向了a的地址,*p就是a的值

    char* p1 = &b;
    printf("*p1:%c, p1:%p\n", *p1, p1);//*p1指向了b的地址,*p1就是b的值

    return 0;
}输出结果如下:
0x7ffdf9863194, 0x7ffdf9863193
*p:9, p:0x7ffdf9863194
*p1:a, p1:0x7ffdf9863193指针大小

指针是一个变量,它存储了内存地址的值。指针的大小指的是指针变量指向的存储地址的大小。在32位平台,所有的指针(地址)都是32位(4字节)。在64位平台,所有的指针(地址)都是64位(8字节)。
#include <stdio.h>
int main()
{
    int* p1;
    int** p2;
    char* p3;
    char** p4;
    printf("sizeof(p1) = %zd\n", sizeof(p1));
    printf("sizeof(p2) = %zd\n", sizeof(p2));
    printf("sizeof(p3) = %zd\n", sizeof(p3));
    printf("sizeof(p4) = %zd\n", sizeof(p4));
    printf("sizeof(double *) = %zd\n", sizeof(double*));


return 0;
}
/*本地设备现在一般都是64位平台,所以说出结果
sizeof(p1) = 8
sizeof(p2) = 8
sizeof(p3) = 8
sizeof(p4) = 8
sizeof(double *) = 8
*/野指针

指针变量也是变量,是变量就可以任意赋值,不要越界即可。但是,任意数值赋值给指针变量没有意义,因为这样的指针就成了野指针,此指针指向的区域是未知(操作系统不允许操作此指针指向的内存区域)。所以,野指针不会直接引发错误,操作野指针指向的内存区域才会出问题。
造成野指针的原因:

[*]指针未初始化
[*]指针越界
[*]指针指向的空间被释放
规避野指针的方法:

[*]指针初始化
[*]避免指针越界
[*]指针指向空间释放及时置NULL
[*]避免返回局部变量的地址
[*]指针使用之前检查有效性
空指针

空指针,就是值为 0 的指针。(任何程序数据都不会存储在地址为 0 的内存块中 ,它是被操作系 统预留的内存块。)
int *p = 0;
int *p = NULL;NULL是一个值为0的宏常量
#define NULL ((void *)0)万能指针void*

void* 是一个特殊的指针类型,用来表示一个指向未知类型的指针。它可以存储任何类型的地址,但无法直接解引用或操作其指向的数据。
它可以用于在没有明确类型信息的情况下表示指针。例如,当你需要在函数中传递一个指针,但不确定指针所指向的数据类型时,可以使用 void* 作为参数类型。
使用 void* 类型时,需要注意的是,在使用 void* 指针进行操作之前,必须将其转换为适当的指针类型,以便进行正确的解引用和操作。这是因为  void* 指针在不确定指向的具体类型时无法进行类型推断。
#include <stdio.h>

int main()
{
    void* p = NULL;
    int a = 10;
    // 指向变量时,最好转换为void *
    p = (void*)&a;

    //使用指针变量指向的内存时,转换为int *
    *((int*)p) = 11;
    //*p = 11;//这里会编译错误 error: invalid use of void expression
    printf("a = %d\n", a);

    return 0;
}const与指针

在定义指针的时候可以添加const关键字, 根据const关键字的位置可以用其修饰指针本身也可以用来修饰指针指向的值。
常量指针

常量指针:const 关键字在 * 左边,常量指针的本质是指针,表示指针所指向的地址可变,但是地址中的数据不能被修改
const int* ptr;// ptr 是一个指向 int 类型常量的指针
int const *ptr;// 等价于 const int* ptr;这里的const是用于修饰*p的,意味着*p是常量,而不是p本身。因此,下面的操作是允许的:
int a = 10;
int b = 20;
const int *p = &a; // p是一个指向整型常量的指针,初始化指向a
p = &b;         // p改变了指向,现在指向b,这是允许的以下操作是不允许的:
*p = 30; // 错误:不能通过p修改它所指向的数据指针常量

const 关键字在 * 右边,表示指针指向的地址不能被修改,但是地址中的值可以被修改。
int a = 10;
int *const p = &a; // p是一个指针常量,初始化指向a在上面的声明中,const关键字修饰的是p,而不是*p,这表明指针p的地址是一个常量,不能改变。
*p = 20; // 允许:通过指针p修改它所指向的数据a的值以下操作不允许:
p = &b; // 错误:p是一个指针常量,不能改变其指向常量指针指向常量数据

当我们在C或C++中使用一个常量指针指向常量数据时,这意味着指针本身和它所指向的数据都不能被修改。这种用法通常用于保护数据不被意外修改,确保数据的完整性。比如:
const int* const p = &a;以下操作都是不允许的:
*p = 10; // 错误:不能通过p修改它所指向的数据
p = &b; // 错误:不能改变p的指向测试程序

#include <stdio.h>

int main()
{
    // 常量指针
    int value1 = 100;
    int value2 = 200;
    const int* ptr = &value1;   // 初始化
    ptr = &value2;// ok, 可以修改指针指向的内存地址
    //*ptr = 300;   // error, 不能修改指针指向的地址中的值

    // 指针常量
    int value = 10;
    int* const ptr1 = &value;   // 初始化
    *ptr1 = 20;   // ok, 可以修改指针指向的地址中的值
    //ptr1 = &value1; // error, 不能修改指针指向的内存地址

    // 指向常量的指针常量
    const int* const ptr2 = &value2;
    //*ptr2 = 99;   // error, 不能修改指针指向的地址中的值
    //ptr2 = &value;// error, 不能修改指针指向的内存地址

    return 0;
}引用

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