C语言指针、指针与数组

• 指针的定义
• • 为什么使用指针
• 使用指针
• • 如何使用指针
• 通过指针变量访问内存
• • 使用时注意的问题
• • 指针的运算
  • 指针与数组
  • 指针与const

指针的定义

指针是一种数据类型（整数），这种类型定义出的变量叫指针变量（简称指针）。

内存的每个字节都有一个编号，每个编号代表一个字节，指针变量中存储的就是这种整数。
1bit 最小的可用单位，能存储1或0
1byte = 8bit 
1kb = 1024byte
1mb = 1024kb
1gb = 1024mb
1tb = 1024gb
1pb = 1024tb
           

为什么使用指针

原因：用堆、优化传参、共享变量

1、堆内存不能与标识符（变量名）建立联系，必须与指针配合才能使用堆内存。
2、优化参数的传递效率。函数的传参是值传递（内存拷贝），如果只传递变量的地址（4个字节），可以达到传参的目的。
3、函数之间命名空间相互独立，当需要共享变量时只能通过全局变量（不宜过多使用），而传递变量的地址也能达到共享变量的目的。
注意：指针具有一定的危险性，不该用的时候不要乱用
           

使用指针

如何使用指针

定义指针变量：类型* 变量名_p;

1、指针变量与普通变量一样默认值不确定，一般初始化NULL（空指针）。

2、指针变量的用法与普通变量不同，通过名字把指针变量与普通变量区分开，以免误用。

3、指针变量中只存储了一个字节的内存编号，当通过指针变量访问内存时由指针类型决定。

4、不能连续定义指针变量

int* p1,p2;//p1指针，p2int型变量
int *p1,p2;//一个*只能定义一个指针变量
           

• 为指针变量赋值，指针变量 = 内存编号

  p=#把栈内存的地址赋值给指针变量
    p=malloc(4);把堆内存地址赋值给指针变量
    注意：如果指针变量存储的地址时非法的，则访问内存时就会出现段错误。
             

• 通过指针变量访问内存（解引用）：*指针变量

  注意：*有两种含义，一定义指针变量时，*表示变量的身份，其他情况表示对指针进行解引用。
    *p与num（定义的变量）等价的。
    printf("%p\n",p);//可以显示指针变量的值
             

通过指针变量访问内存

使用时注意的问题

• 空指针：指针变量的值为NULL，我们把那种指针成为空指针，空指针也是一种错误标志，当一个函数的返回值为NULL时表示函数执行出错。

  注意：在大多数系统下NULL就是0地址，而0地址存储的就是系统复位时的一些数据，对空指针解引用会引发段错误。
             

• 如何杜绝空指针导致的段错误：对来历不明的指针（函数的参数）进行解引用时要先判断是否为NULL。
• 野指针：指针变量中存储的值是不确定的。
• 使用野指针的后果：一切正常，段错误，脏数据。

  注意：使用野指针不一定会出错，但野指针危害比空指针更严重，因为野指针无法通过条件判断出（只能对代码进行分析）。
             

• 如何避免野指针所造成的错误？

  所有的野指针都是人为制造出来的，不制造野指针也就不会有野指针。
    1、定义指针一定要初始化，如果不知道该赋什么值就给个NULL。
    2、函数不返回局部、块变量的地址。
    3、当一块堆内存被释放后，指向它的指针应该立即置空。
             

指针的运算

注意：指针变量中存储的就是代表内存编号的整数。整数能使用的运算符，指针变量理论上来说都可以使用，但不是所有的运算都有意义。

指针＋整数 ＝ 指针＋类型宽度＊整数

指针－整数 ＝ 指针－类型宽度＊整数

指针－指针 ＝ （指针－指针）／类型宽度

指针加减一个整数相当于前后移动，指针－指针可以计算出两个指针之间相隔多少个元素
指针 ==、!=、>、<、>=、<= 指针，判断出指针的前后位置关系。
           

指针与数组

• 数组名就一种特殊的常指针，它与数组元素的首地址是对应关系（指针是指向关系）。因为数组名就是指针所以可能使用指针的语法，而指针也可以使用数组的语法。

  *（p+i）<=> p[i];

• arr与&arr的区别：

  arr类型：int*

  &arr类型：int(* arr)[5];

  arr+1表示向后偏移一个元素大小，(&arr)+1表示向后偏移一个数组的大小。

  数组指针：专门指向数组的指针。

  指针数组：由指针变量组成的数组，如：int* arr[5]

指针与const

const int* p;保护的是指针变量所指向的内存，不能通过解引用来修改内存中的数据，解决提高传递效率带来的安全隐患。

int const * p;同上

int* const p;保护指针变量的值不被显式修改。可以防止变成野指针。

const int* const p;既保护指针变量又保护指针变量所指向的内存。

int const * const p;同上。