2021-08-12 00:26 已编辑南京师范大学 C++

关注

安得指针千万间，大庇天下地址具欢颜（上）

文章目录

hello，今天我们来分享一些关于指针的内容。我们都知道，指针可谓是博大精深，让一众小白望尘莫及。那么指针真的那么可怕吗？莫慌，让我们一起来征服它。

首先，我们来看看指针的定义。

那么什么是内存呢？
我们知道，计算机是有32位和64位之分的。所谓32位就是有32位地址线，64位就是有64位地址线。每根地址线有正负电之分，我们可以对应为0和1来表示，也就是二进制来表示。
我们以32位的计算机为例，它的表示范围为00000000000000000000000000000000到11111111111111111111111111111111
这之中的每一个编号都可以作为一个地址，也是一个字节。

明确了这个问题之后，我们再来往下看一段代码：

这就是指针变量储存地址的最直观案例了。那么也许你会有一个疑问，a是int型的，我们知道它占四个字节，那么指针变量指向的是其中的一个字节还是全部字节呢？答案在下图揭晓：

没错**，指针指向的就是首地址。**那么既然p指向的是首地址，我们又怎么能一次性地取到a的全部地址呢？我们要借用一个符号——*。对，就是星号。星号是解引用操作符。我们通过一个例子来看一下：

那么讲到这里你是否有一个疑问，我们上面有说道，**32位计算机指针变量大小为四个字节，64位计算机指针变量大小为八个字节。**那为什么还要给指针变量定义类型呢？这个问题我们继续往下看：

下面，我们就来看看指针和指针类型

：
我们先来看一个例子：

看完以上三张图，注意找不同哦！有没有什么发现？

谜底揭晓：

好的，通过以上的演示我们就可以明白，定义指针的类型，目的是决定指针访问几个字节。我们再来看一个例子;

通过这个例子我们还可以看出，指针类型不仅可以决定指针访问几个字节，也可以决定指针加一后，跳过几个字节。
根据这个规律，我们就可以这样写程序了：

好的，我们继续看下一个程序：

#include<stdio.h>
int *test()
{
   
	int a =10;
	return &a;
}
int main()
{
   
	int *p = test();
	printf("hh\n");
	printf("%d ", *p);
	return 0;
}

猜猜屏幕上会输出什么？
答案揭晓：

我们发现输出的竟然是一个随机值，那么这是为什么呢？聪明的小伙伴们想必已经猜到了，当test函数执行完成，a的空间就已经被释放了，所以后出现随机值。（有的同学可能会发现，如果我们不打印hh,输出的值就是10，这个问题比较复杂，我们在之后的文章中再讲。）打印出随机值，这里的p就成为了传说中的——野指针。

我们先来看看野指针的概念

：野指针是指指针指向的位置是不可知的，包括随机的，不正确的或者没有明确限制的。
也许你曾经在网上刷到过野生大爷的段子，但野指针从破坏力上来说完胜野生大爷。

那么都有什么原因会造成野指针呢？
1.指针未初始化

2.指针越界访问

通过以上两张图对比，我们可以发现，第一张图报错的原因是数组大小仅为10，而我们放了11个元素。这就是指针越界。但有人可能会发现，为什么自己的程序明明越界了，但编译器为什么没有报错呢？难道厉害的你成功骗过了编译器？

这个问题呢，显然，虽然编译器没有报错，但你毕竟是错了，就好比小偷偷了东西，虽然没有被警察发现，但毕竟也是偷了，虽然读书人的事怎么能叫偷呢？所以，小伙伴们一定要注意，还是不要越界的好！！！
3.指针指向的空间被释放
比如这个例子：

野指针破坏力如此之强，那么我们又该如何避免野指针呢？
在下给出如下建议：
1、指针初始化
2、小心指针越界
3、指针指向空间释放即时置NULL（空指针）
4、指针使用之前检查有效性
好的，接下来，简单说完野指针，我们继续往下来：

我们讲一下指针运算

那么指针都有哪些运算呢？我们来看一下：

指针+/-整数
指针-指针
指针的关系运算
好的，下面我们分别来看看这三种指针运算：
1.指针+/-整数
先来看这个例子：

通过这个例子我们可以发现，指针加减整数运算的一些规律。我们发现上面的程序两种写法输出的结果是一样的，那么这两种写法有什么不同呢？我们来逐一分析一下：

我们发现第一种写法，指针p其实是没有变的，一直指向起始地址，只是p加了整数之后，产生的新的p+i，指向新的数字。

我们发现这种写法和第一种的输出是一样的，我们来分析一下这个程序。在这个程序里，p的指向发生了变化，p指向的地址被赋予了i的值，当我们需要输出时，我们需要重新把p赋成arr，这样再利用for循环，就可以打印出0~9。
通过以上两个例子，我们可以发现，指针与整数的加减法，有时候可以产生新的地址，有时候可以改变指针指向的地址。
2.指针-指针
我们先来看一个例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
   
	int arr[10] = {
    0 };
	printf("%d\n", &arr[9] - &arr[0]);
	return 0;
}

猜一猜这个小巧的程序输出的结果是什么？
10？40？随机值？————答案揭晓：

想不到吧，答案竟然是9！！！这就告诉我们——指针-指针得到的值的绝对值是指针之间的元素个数。有小伙伴可能会问了，为什么要加一个绝对值的限定呢？我们将上述程序做一点小改动，再来看看结果：

这下明白为什么要限定绝对值了吧。

那么有的小伙伴可能会突发奇想，写出下面这样的程序：

#include<stdio.h>
int main()
{
   
	int a[5] = {
    0 };
	char b[5] = {
    0 };
	printf("%d \n", &a[5] - &b[0]);
	return 0;
}

这个结果又会输出什么呢？让我们来看一下：

结果是9，有什么规律吗？现在我们还无法确定，我们更改一下这个程序，我们再创建一个char型的c数组，再来看一看，如果有什么规律，两次的结果应该是相同的：

输出的结果是13，与之前的9不同，我们从中也可以看出，不同类型的指针的差值是没有规律的，因为，我们不能确定他们开辟的空间相距多远。杠精会问，相同类型不是一个数组会有规律吗？我们用一个程序验证一下：

通过上面这个程序我们发现，即使是同种类型的不同数组，也没有什么规律。由此，我们必须清醒地认识到，指针相减是有条件滴，条件就是：两个指针指的是同一块连续空间。you know？
3.指针的关系运算：
先来看一个例子：

我们将这个程序稍加改动，再来看一下结果：

我们发现编译器报错了，这又是为什么呢？
原来C语言有一个标准标准规定：

好家伙，服气不？
我们来试着理解一下这个神奇地标准：

也就是说p是可以和R进行比较滴，但不可以和L进行比较。这就是规定。人再江湖，身不由己，该屈服就屈服，即使再抗拒，也就认了这规定吧！
好的，了解了指针运算之后，

我们再来看看指针和数组

一个问题，数组名是什么？想知道这个问题的答案快来看一看这迷人的小截图：

通过这个小程序我们可以发现：数组名表示的是数组首元素的地址
于是，我们就可以利用指针，写出这样的程序：

#include <stdio.h>
int main()
{
   
	int arr[] = {
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
	int *p = arr; //指针存放数组首元素的地址
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int i = 0;
	for (i = 0; i<sz; i++)
	{
   
		printf("&arr[%d] = %p <====> p+%d = %p\n", i, &arr[i], i, p + i);
	}
	return 0;
}

并且，二维数组的数组名也是数组首元素地址，但是二维数组的首元素是它的第一行，类似于一个一维数组。
对于一个二维数组:a[3][5]我们看下图：

好的，我们再来看下一个问题：

二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存放在哪里？这就是二级指针。

接下来我们了解一下指针数组

什么是指针数组呢？指针数组本质上是一种数组，不过指针数组用来存放指针。
举一个例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
   
	int a=0;
	int b=5;
	int c=10;
	int *arr[3] = {
    &a, &b, &c };//指针数组
	return 0;
}

为了更好理解，我们来对比一下普通数组和指针数组：

好的，今天我们的分享就到这里，这只是关于指针的一些基本的知识，博主会在下一次的博文中与大家分享关于指针的进阶知识，也就是我们的《安得指针千万间，大庇天下地址具欢颜（下）》，还请大家继续支持。
本篇博文历时两天完成，创作不易，如果各位觉得这篇文章还可以，欢迎大家点赞、收藏、转发、评论，由于本人水平有限，如有错漏，也欢迎各位批评指正。欢迎大家和我一起交流学习心得，一起加油！！！