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C语言基础入门--指针

news 2025/10/22 10:00:02

8.指针

8.1 指针的基本概念

什么是指针？

指针本质上是一个变量，但与其他变量不同，它存储的值是其他变量的内存地址

。就像char类型变量的值是字符，int类型变量的值是整数，指针变量的值是地址。

指针的大小

在32位平台上，指针占4个字节

在64位平台上，指针占8个字节

内存地址与指针的关系

指针本质上存储的是内存地址。每个内存字节都有一个唯一的地址编号，就像街道上的每个房子都有唯一的门牌号一样。

32位系统：内存地址用32位二进制数表示，寻址范围是0到2³²-1（约4GB）

64位系统：内存地址用64位二进制数表示，寻址范围是0到2⁶⁴-1（这个空间极其巨大）

8.2 指针的声明与初始化

指针的声明

数据类型 *指针变量名;

示例：

int *p; // 指向int类型的指针char *pc; // 指向char类型的指针float *pf; // 指向float类型的指针

指针的初始化

方法1：指向已存在的变量

int num = 10;int *p = &num; // p指向变量num的地址

方法2：动态内存分配

int *p = (int*)malloc(sizeof(int)); // 分配内存*p = 10; // 在分配的内存中存储值free(p); // 使用后释放内存

方法3：初始化为空指针

int *p = NULL; // 表示指针当前不指向任何有效的内存地址

8.3 指针的基本操作

取地址运算符（&）和解引用运算符（*）

& ：获取变量的地址

* ：获取指针指向的地址中存储的值

#include <stdio.h>int main() {int num = 10;int *p = &num; // p指向num的地址printf("num的值: %d\n", num); // 直接访问printf("num的地址: %p\n", &num); // 获取地址printf("通过p访问的值: %d\n", *p); // 间接访问（解引用）printf("p存储的地址: %p\n", p); // 指针的值（即地址）return 0;}

8.4 指针的类型重要性

指针的类型不仅决定了它指向的数据类型，还决定了：

① 访问权限（能操作几个字节）

char *pc; // 解引用只能访问1个字节int *pi; // 解引用能访问4个字节double *pd; // 解引用能访问8个字节

② 步长（指针加减的跨度）

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int *pi = arr;char *pc = (char*)arr;printf("pi: %p, pi+1: %p\n", pi, pi+1); // 地址差4字节printf("pc: %p, pc+1: %p\n", pc, pc+1); // 地址差1字节

8.5 指针与数组的关系

数组名在大多数情况下可以看作是指向数组第一个元素的指针。

一维数组与指针

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int *p = arr; // 等价于 int *p = &arr// 以下访问方式是等价的printf("%d\n", arr[2](@ref); // 数组下标方式printf("%d\n", *(arr+2)); // 指针算术方式printf("%d\n", p[2](@ref); // 指针下标方式printf("%d\n", *(p+2)); // 指针解引用方式

指针算术运算

int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};int *p = arr;p++; // 指向下一个元素（arr[1]）p += 2; // 指向arrp--; // 指向前一个元素

指针相减

int arr[10] = {0};int *p1 = &arr[2];int *p2 = &arr[6];int distance = p2 - p1; // 结果为4（元素个数）

8.6. 特殊类型的指针

指针数组 vs 数组指针

// 指针数组：每个元素都是指针int a=1, b=2, c=3;int *arr[3] = {&a, &b, &c};// 数组指针：指向整个数组的指针int matrix[4];int (*p)[4] = matrix; // 指向包含4个元素的数组

多级指针

int num = 10;int *p = &num; // 一级指针int **pp = &p; // 二级指针（指向指针的指针）printf("num = %d\n", num); // 直接访问printf("*p = %d\n", *p); // 一级解引用printf("**pp = %d\n", **pp); // 二级解引用

函数指针

#include <stdio.h>int add(int a, int b) {return a + b;}int main() {int (*fp)(int, int) = add; // 函数指针int result = fp(3, 5); // 通过指针调用函数printf("结果: %d\n", result);return 0;}

8.7 野指针与空指针

野指针的概念与危害

野指针是指指向不可知位置的指针，使用野指针会导致未定义行为，可能造成程序崩溃。

野指针的成因

指针未初始化

指针越界访问

指针指向的空间已释放

如何避免野指针

// 1. 初始化指针int *p = NULL;// 2. 使用前检查有效性if (p != NULL) {*p = 10;}// 3. 释放后置空free(p);p = NULL;

8.8. const与指针

const修饰指针时有三种情况：

① 指向常量的指针

const int *p; // 指针指向的内容不可变，但指针本身可以指向其他地址

② 常量指针

int num = 10;int *const p = &num; // 指针本身不可变（始终指向同一地址），但指向的内容可变

③ 指向常量的常量指针

cconst int *const p = &num; // 指针本身和指向的内容都不可变

8.9 指针的实际应用示例

函数参数传递（修改实参）

void swap(int *a, int *b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;}int main() {int x = 10, y = 20;swap(&x, &y); // 传递地址，实参被修改printf("x=%d, y=%d\n", x, y); // 输出x=20, y=10return 0;}

动态数组创建

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main() {int size = 5;int *arr = (int*)malloc(size * sizeof(int));if (arr == NULL) {printf("内存分配失败\n");return 1;}// 使用动态数组for (int i = 0; i < size; i++) {arr[i] = i * 10;}// 释放内存free(arr);arr = NULL;return 0;}

指针使用注意事项