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C语言指针知识总结
目录
- 指针的概念
- 指针的声明与初始化
- 指针的操作
- 取地址与解引用
- 指针的算术运算
- 指针与数组
- 指针的高级用法
- 指针数组与数组指针
- 多级指针
- 函数指针
- 指针与动态内存分配
- 指针的常见错误与注意事项
指针的概念
指针是C语言中一种非常重要的数据类型，它存储的是变量的内存地址。通过指针，可以直接访问和操作内存中的数据，这使得C语言在底层编程中非常强大。
- 指针的本质：指针是一个变量，其值为另一个变量的内存地址。
- 指针的作用：
- 直接访问内存地址。
- 实现动态内存分配。
- 提高函数参数传递的效率。
- 支持复杂的数据结构（如链表、树等）。
指针的声明与初始化
指针的声明
指针的声明需要指定指针所指向的数据类型，语法如下：
数据类型 *指针变量名;
例如：
int *p; // 声明一个指向int类型的指针
指针的初始化
指针在使用前必须初始化，否则会指向一个未知的内存地址，可能导致程序崩溃。指针可以通过以下方式初始化：
- 指向一个已存在的变量：
int a = 10; int *p = &a; // p指向变量a的地址 - 初始化为
NULL（空指针）：int *p = NULL; // p为空指针，不指向任何有效地址
指针的操作
取地址与解引用
- 取地址运算符
&：获取变量的内存地址。int a = 10; int *p = &a; // p存储a的地址 - 解引用运算符
*：通过指针访问或修改指向的内存数据。int a = 10; int *p = &a; *p = 20; // 通过p修改a的值为20 printf("%d", a); // 输出20
指针的算术运算
指针的算术运算主要包括：
- 指针加减整数：指针会根据指向的数据类型调整地址。
int arr[3] = {10, 20, 30}; int *p = arr; // p指向arr[0] p++; // p现在指向arr[1] printf("%d", *p); // 输出20 - 指针相减：计算两个指针之间的元素个数。
int arr[3] = {10, 20, 30}; int *p1 = &arr[0]; int *p2 = &arr[2]; printf("%ld", p2 - p1); // 输出2
指针与数组
数组名本质上是一个指向数组首元素的指针。
- 通过指针访问数组元素：
int arr[3] = {10, 20, 30}; int *p = arr; for (int i = 0; i < 3; i++) {printf("%d ", *(p + i)); // 输出10 20 30 } - 数组名与指针的区别：
- 数组名是常量指针，不能修改其值。
- 指针是变量，可以指向不同的地址。
指针的高级用法
指针数组与数组指针
- 指针数组：数组中的每个元素都是指针。
int a = 10, b = 20, c = 30; int *arr[3] = {&a, &b, &c}; // 指针数组 for (int i = 0; i < 3; i++) {printf("%d ", *arr[i]); // 输出10 20 30 } - 数组指针：指向数组的指针。
int arr[3] = {10, 20, 30}; int (*p)[3] = &arr; // p指向一个包含3个int元素的数组 printf("%d", (*p)[1]); // 输出20
多级指针
多级指针是指指向指针的指针。
- 二级指针：
int a = 10; int *p = &a; int **pp = &p; // pp指向p printf("%d", **pp); // 输出10
函数指针
函数指针是指向函数的指针，可以用于回调函数等场景。
- 声明与使用：
int add(int a, int b) {return a + b; } int (*func_ptr)(int, int) = add; // 函数指针 printf("%d", func_ptr(3, 4)); // 输出7
指针与动态内存分配
C语言通过指针实现动态内存分配，常用的函数有malloc、calloc、realloc和free。
- 使用
malloc分配内存：int *p = (int *)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配5个int大小的内存 if (p == NULL) {printf("内存分配失败");return 1; } free(p); // 释放内存 - 使用
calloc分配并初始化内存：int *p = (int *)calloc(5, sizeof(int)); // 分配并初始化为0 free(p);
指针的常见错误与注意事项
- 未初始化的指针：使用未初始化的指针会导致未定义行为。
int *p; // 未初始化 *p = 10; // 错误 - 野指针：指针指向的内存已被释放。
int *p = (int *)malloc(sizeof(int)); free(p); *p = 10; // 错误 - 内存泄漏：分配的内存未释放。
int *p = (int *)malloc(sizeof(int)); // 忘记free(p) - 指针类型不匹配：指针类型与指向的数据类型不匹配。
int a = 10; float *p = (float *)&a; // 不推荐
以上是关于C语言指针的详细知识总结，涵盖了指针的基本概念、操作、高级用法以及常见错误。希望对你有所帮助！