指针初步学习

1.指针是什么？

电脑内存这么大我们怎么管理？ 于是我们创造了指针。 - 指针是内存最小单位的一个地址

假设以下一格为一个字节（Byte） 类比为房间，如何才能找到每个房间，于是就进行编号。

编号	内存单元
1
2
3
...	...

这个编号为内存地址，即为指针。

假设我们要对int a取地址，int大小为4个字节，C语言就会取出第一个字节的地址。

如： | 编号(本质为二进制但是用16进制展示)|内存单元 | |--:|:---:| |0x00dbfd98|a| |0x00dbfd99|a| |0x00dbfd9a|a| |0x00dbfd9b|a|

此处&a = 0x00dbfd98。

但是注意：我们在口头中所说指针一般为C语言的指针变量。

int a = 10;
int* pa = &a;
//一般我们在这里就把pa这个指针变量说成指针
//本文中我会区分指针与指针变量。

在不同的机器上，指针长度不同，32位即32bit，能管理4GB的内存（二进制：11111111 11111111 11111111 11111111），所以在32位机器上一个指针变量大小为4字节。

2.指针和指针类型

char*   pc = NULL;
short*  ps = NULL;
int*    pi = NULL;
double* pd = NULL;

这些不同类型的指针变量在32位下都是4个字节, 那么为什么要区分这些不同类型的指针呢？

2.1指针类型的意义

举例1：

int a = 0x11223344;
char* pc = (char*)&a;
*pc = 0;

此时a被修改为了0x11223300。

所以指针类型决定了指针在被解引用时访问几个字节，如果是char*在解引用是访问1个字节，导致了例子中的情况。

举例2：

int   a = 0x11223344;

char* pc = (char*)&a;
int*  pi = &a;

pc+1;//这里加1会给地址加1个字节
pi+1;//这里加1会给地址加4个字节

即根据指针变量类型的不同进行地址的操作。

那么int*与float*可以通用吗？
显然不可以，在解引用时对于内存的操作仍是不同的。

3.野指针

3.1什么是野指针？

定义：指针指向的位置是不可知的。

举例：

int* p ;
*p = 10;

此处p没有初始化，意味着没有明确的指向（即不初始化放的是随机值）这里的p就是野指针。

此外还有：
- 指针越界访问（如访问超出数组长度的地址） - 指针指向的空间释放（如函数返回一个指针后被销毁）

3.2如何避免野指针的出现。

• 对指针明确初始化（或初始化为NULL，但此时无法解引用）。

  //以下为一种安全的初始化方式：
  int* p = NULL;
  if (p3 != NULL)
  {
      *p3 = 100;
  }

• 避免越界
• 避免局部变量的指针
• 使用前检查指针的有效性

4.指针运算

4.1指针+-整数

举例：

#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float *vp;
for(vp = &values[0]; vp < &values[N_VALUES];)
{
    *vp++;
}

注意：此处*vp++拆分为*vp;和vp++;

4.2指针-指针

int arr[10] = {0};
printf("%d\n",&arr[9] - &arr[0]);
//结果为9

指针减去指针得到的是指针之间元素的个数。但不是所有的指针都能相减，只有指向同一块空间的指针才能相减，才有意义。

4.2.1用法

举例：

int my_strlen(char* str)
{
    char* start = str;
    while (*str != '\0')
    {
        str++;
    }
    return (str - start);
}

int main()
{
    int len = my_strlen("abcdef");
    printf("%d\n",len);
    return 0;
}

但是有没有指针+指针呢？ 有，但是无意义。类比于生活中的日期加日期，无意义。

4.3指针的关系运算

• 其实就是比较大小

举例：

#define N_VALUES 5
float values[N_VALUES];
float *vp;
for(vp = &values[N_VALUES-1]; vp >= &values[0];vp--)
{
    *vp = 0;
}

以上代码可以通过编译，但是标准不规定其可行，因为N_VALUES-1访问了数组前的内存是不推荐的（但是可以访问数组后，即数组越界只允许往后越界）。

5.指针与数组

• 数组是一组相同类型元素的集合
• 指针变量是一个变量，存放的是地址

int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int* p =arr;
    //p为首元素地址
    //联系就是数组名
}