本文主要是介绍C语言的那些事儿之五,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
每日一结
1.指针:一个变量的地址
指针变量:专门用来存放变量地址的变量
2.什么是空指针(NULL)
语言定义中说明, 每一种指针类型都有一个特殊值—— “空指针” ——它与同类型的其它所有指针值都不相同, 它“与任何对象或函数的指针值都不相等”。也就是说, 取地址操作符&永远也不能得到空指针, 同样对malloc()的成功调用也不会返回空指针, 如果失败, malloc() 的确返回空指针, 这是空指针的典型用法:表示“未分配”或者“尚未指向任何地方”的指针。
空指针在概念上不同于未初始化的指针。空指针可以确保不指向任何对象或函数; 而未初始化指针则可能指向任何地方。
如上文所述, 每种指针类型都有一个空指针, 而不同类型的空指针的内部表示可能不尽相同。尽管程序员不必知道内部值, 但编译器必须时刻明确需要那种空指针, 以便在需要的时候加以区分
怎样在程序里获得一个空指针?
根据语言定义, 在指针上下文中的常数0会在编译时转换为空指针。也就是说, 在初始化、赋值或比较的时候, 如果一边是指针类型的值或表达式, 编译器可以确定另一边的常数0为空指针并生成正确的空指针值。因此下边的代码段完全合法:
char *p = 0;
if(p != 0)
然而, 传入函数的参数不一定被当作指针环境, 因而编译器可能不能识别未加修饰的0 “表示”指针。在函数调用的上下文中生成空指针需要明确的类型转换,强制把0看作指针。例如, Unix 系统调用execl接受变长的以空指针结束的字符指针参数。它应该如下正确调用:
execl("/bin/sh", "sh", "-c", "date", (char *)0);
如果省略最后一个参数的(char *)转换, 则编译器无从知道这是一个空指针,从而当作一个0传入。(注意很多Unix手册在这个例子上都弄错了。)
如果范围内有函数原型, 则参数传递变为“赋值上下文”,从而可以安全省略多数类型转换, 因为原型告知编译器需要指针, 使之把未加修饰的0正确转换为适当的指针。函数原型不能为变长参数列表中的可变参数提供类型。在函数调用时对所有的空指针进行类型转换可能是预防可变参数和无原型函数出问题的最安全的办法。
NULL是什么, 它是怎么定义的?
作为一种风格, 很多人不愿意在程序中到处出现未加修饰的0。因此定义了预处理宏NULL (在<stdio.h>和其它几个头文件中)为空指针常数, 通常是0或者((void *)0) (参见问题5.6)。希望区别整数0和空指针0的人可以在需要空指针的地方使用NULL。
使用NULL只是一种风格习惯; 预处理器把所有的NULL都还原回0,而编译还是依照上文的描述处理指针上下文的0。特别是, 在函数调用的参数里, NULL之前(正如在0之前)的类型转换还是需要。
在使用非全零作为空指针内部表达的机器上, NULL 是如何定义的?
当程序员请求一个空指针时, 无论写“0”还是“NULL”,都是有编译器来生成适合机器的空指针的二进制表达形式。因此, 在空指针的内部表达不为0的机器上定义NULL为0跟在其它机器上一样合法:编译器在指针上下文看到的未加修饰的0都会被生成正确的空指针。
如果NULL和0作为空指针常数是等价的, 那到底该用哪一个?
许多程序员认为在所有的指针上下文中都应该使用NULL,以表明该值应该被看作指针。另一些人则认为用一个宏来定义0,只不过把事情搞得更复杂, 反而令人困惑。因而倾向于使用未加修饰的0。没有正确的答案。 C程序员应该明白, 在指针上下文中NULL和0是完全等价的, 而未加修饰的0也完全可以接受。任何使用NULL (跟0相对)的地方都应该看作一种温和的提示, 是在使用指针; 程序员(和编译器都)不能依靠它来区别指针0和整数0。
在需要其它类型的0的时候, 即便它可能工作也不能使用NULL,因为这样做发出了错误的格式信息。(而且, ANSI 允许把NULL定义为((void *)0), 这在非指针的上下文中完全无效。特别是, 不能在需要ASCII空字符(NUL)的地方用NULL。如果有必要, 提供你自己的定义
#define NUL ’\0’
(注意野指针的概念)
3.对const型指针和void型指针的理解
4.对指针一般性地理解:
注1:记住使用指针变量时的步骤:
I.考虑定义什么类型的指针变量
II.怎样获得合法的地址 &
III.利用指针进行间接访问, * 读写
IV.注意指针变量的当前指向
注2:I.在C编程中,当一个字符指针指向一个字符串常量时,不能修改指针指向的对象的值
char *p = “hello world!”
*p = ‘h’//错误,不能修改常量
示例一:
示例二:
示例三:
示例四:
II.设指针变量px的值等于数组a的地址(即指针变量px指向数组a的第一个元素),
则a[i],*(px+i),*(a+i),px[i]具有完全相同的功能,访问数组第i+1个数组元素
指针示例如下:
答案是:0x88112233
则答案是:0x33
注:因为在大多数Intel兼容机中,都采用小端法:即低位存在低地址中,高位存在高地址中。
5.行指针和列指针
行指针和列指针是我们在学习指针处理二维数组时遇到的知识难点。在这里我结合资料为大家做一些分析。
首先数组的访问有三种形式:1)下标法;2)首地址法;3)指针变量法。这里我们先分析首地址法。
假设有一个二维数组a[3][4],a就是首地址,他是一个指针是一个常量,指向第一个元素的地址,也就是指向第一行的首地址,是指首行一整行,并不是指某个具体元素。那么我们称之为“行指针”。同理:a+0,a+1,a+2,都是行指针如下表所示。
结论:
表示形式 | 含义 | 指针类型 |
a或者a+0 | 指向第0行 | 行指针 |
a+1 | 指向第1行 | 行指针 |
a+2 | 指向第2行 | 行指针 |
但我们发现光有行指针是不能对列元素进行访问的。所以我们再来看a[0],他也就是这个数组的首地址,也就是第一个元素的地址,只不过指针方向是指向列的方向。也就是a[0]+0。a[0]和a[0]+0都是指具体的元素,那么我们称之为“列指针”,如下表所示。
结论:(第0行视为一维数组)
表示形式 | 含义 | 指针类型 |
a[0] | 是一维数组的名称,也是它的首地址,而且是第1个元素的地址(a[0]+0) | 列指针 |
a[0]+1 | 第0行,第2个元素的地址 | 列指针 |
a[0]+2 | 第0行,第3个元素的地址 | 列指针 |
那么两个概念之间的具体转换是:
*行指针----列指针
&列指针----行指针
(在指针中 & 和 * 互为逆运算)
对应关系如下表所示
根据以上转换公式:
行指针 | 转换成:列指针 | 列指针等价表示 | 内容 | 内容等价表示 | 含义 |
a或a+0 | *a | a[0] | *a[0] | *(*a) | a[0][0] |
a+1 | *(a+1) | a[1] | *a[1] | *(*(a+1)) | a[1][0] |
a+2 | *(a+2) | a[2] | *a[2] | *(*(a+2)) | a[2][0] |
对于元素a[1][2],其地址用列指针表示为a[1]+2,等价表示为*(a+1)+2,那么内容是*(*(a+1)+2);
列指针 | 行指针 | 等价表示 | 含义 |
a[0] | &a[0] | &a或&(a+0) | 第0行 |
a[1] | &a[1] | &(a+1) | 第1行 |
a[2] | &a[2] | &(a+2) | 第2行 |
示例1:用列指针输出二维数组。
#include
void main()
{
int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
int *p= a[0]; // 列指针的定义法
for(; p < a[0] + 12; p++)
{
printf("%d ",*p);
}
return;
}
示例2:用行指针输出整个二维数组。
#include
void main()
{
int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
int (*p)[4]= &a[0]; // 行指针定义法或者int (*p)[4]= a;
int i, j;
for(i = 0; i < 3; i++)
for(j = 0; j < 4; j++)
{
printf("%d ",*(*(p + i) + j));
}
return;
}
6.对多级指针的理解
(参考二级指针pdf)
7.在调试程序时,怎么找出段错误的位置在哪儿?
有些时候我们在一段C代码的时候,由于对一个非法内存进行了操作,在程序运行的过程中,出现了"段错误"。
呵呵,这种问题我想很多人会经常遇到。遇到这种问题是非常无语的,只是提示了"段错误",接着什么都没 有,如果我们一味的去看代码找太疼苦了,因为我们都相信自己写的代码没问题,现实就是现实。下面介绍一种方法,可以有效的定位出现"段错误的地方"。
当我们的程序崩溃时,内核有可能把该程序当前内存映射到core文件里,方便程序员找到程序出现问题的地方。
什么是core dump?
core的意思是内存,dump的意思是扔出来,堆出来。
为什么没有core文件生成呢?
有时候程序down了,但是core文件却没有生成.core文件的生成跟你当前系统的环境设置有关系,可以用下面的语句设置一下便生成core文件了
ulimit -c unlimited
core 文件生成的位置一般于运行程序的路径相同,在ubuntu下文件名一般 为core.
什么是core文件
当一个程序奔溃时,在进程当前工作目录的core文件中复制了该进程的存储图像。core文件仅仅是一个内存映像(同时加上调试信息),主要用来调试的。
下面我们来看看,怎样利用core文件来定位我们出现"段错误"的地方.
程序运行结果:
从上面我们可以看出,第一次运行程序出现"段错误"并没有出现core文件,一般linux操作系统默认core文件的大小都是0,需要手动设置一下。
调试core文件
core文件是个二进制文件,需要用相应的工具来分析程序崩溃时的内存映像。
linux下可以用gdb来调试core文件 。
从上面我们可以清楚的看到我们的程序是在那个地方出现了错误。
呵呵,有了这种方法,我想以后我们可以不再那么惧怕"段错误"了。
8.对指针的深入理解:
I.下面让我们先从简单的类型开始慢慢分析吧:
Int p
//这是一个普通的整型变量
Int *p
//首先从P处开始,先与*结合,所以说明P是一
//个指针,然后再与int结合,说明指针所指向
//的内容的类型为int型.所以P是一个返回整
//型数据的指针
Int p[3]
//首先从P处开始,先与[]结合,说明P是一个数
//组,然后与int结合,说明数组里的元素是整
//型的,所以P是一个由整型数据组成的数组
Int *p[3]
//首先从P处开始,先与[]结合,因为其优先级
//比*高,所以P是一个数组,然后再与*结合,说明
//数组里的元素是指针类型,然后再与int结合,
//说明指针所指向的内容的类型是整型的,所以
//P是一个由返回整型数据的指针所组成的数组
Int (*p)[3]
//首先从P处开始,先与*结合,说明P是一个指针
//然后再与[]结合(与"()"这步可以忽略,只是为
//了改变优先级),说明指针所指向的内容是一个
//数组,然后再与int结合,说明数组里的元素是
//整型的.所以P是一个指向由整型数据组成的数
//组的指针
Int **p
//首先从P开始,先与*结合,说是P是一个指针,然
//后再与*结合,说明指针所指向的元素是指针,然
//后再与int结合,说明该指针所指向的元素是整
//型数据.由于二级指针以及更高级的指针极少用
//在复杂的类型中,所以后面更复杂的类型我们就
//不考虑多级指针了,最多只考虑一级指针.
Int p(int)
//从P处起,先与()结合,说明P是一个函数,然后进入
//()里分析,说明该函数有一个整型变量的参数
//然后再与外面的int结合,说明函数的返回值是
//一个整型数据
Int (*p)(int)
//从P处开始,先与指针结合,说明P是一个
//指针,然后与()结合,说明指针指向的是一个函数,然后
//再与()里的int结合,说明函数有一个int型的参数,再与最外层//的int结合,说明函数的返回类型是整型,所以P是一个指//向有一//个整型参数且返回类型为整型的函数的指针
Int *(*p(int))[3]
//可以先跳过,不看这个类型,过于复杂
//从P开始,先与()结合,说明P是一个函数,然后进
//入()里面,与int结合,说明函数有一个整型变量
//参数,然后再与外面的*结合,说明函数返回的是
//一个指针,,然后到最外面一层,先与[]结合,说明
//返回的指针指向的是一个数组,然后再与*结合,说
//明数组里的元素是指针,然后再与int结合,说明指
//针指向的内容是整型数据.所以P是一个参数为一个
//整数据且返回一个指向由整型指针变量组成的数组
//的指针变量的函数.
说到这里也就差不多了,我们的任务也就这么多,理解了这几个类型,其它的类型对我们来说也是小菜了,不过我们一般不会用太复杂的类型,那样会大大减小程序的可读性,请慎用,这上面的几种类型已经足够我们用了.
II.、细说指针
指针是一个特殊的变量,它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容:指针的类型、指针所指向的类型、指针的值或者叫指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区。让我们分别说明。
先声明几个指针放着做例子:
例
(1)int*ptr;
(2)char*ptr;
(3)int**ptr;
(4)int(*ptr)[3];
(5)int*(*ptr)[4];
<1>指针的类型
从语法的角度看,你只要把指针声明语句里的指针名字去掉,剩下的部分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型:
(1)int*ptr;//指针的类型是int*
(2)char*ptr;//指针的类型是char*
(3)int**ptr;//指针的类型是int**
(4)int(*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3]
(5)int*(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]
怎么样?找出指针的类型的方法是不是很简单?
<2>指针所指向的类型
当你通过指针来访问指针所指向的内存区时,指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看,你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉,剩下的就是指针所指向的类型。例如:
(1)int*ptr;//指针所指向的类型是int
(2)char*ptr;//指针所指向的的类型是char
(3)int**ptr;//指针所指向的的类型是int*
(4)int(*ptr)[3];//指针所指向的的类型是int()[3]
(5)int*(*ptr)[4];//指针所指向的的类型是int*()[4]
在指针的算术运算中,指针所指向的类型有很大的作用。
指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你对C越来越熟悉时,你会发现,把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念,是精通指针的关键点之一。我看了不少书,发现有些写得差的书中,就把指针的这两个概念搅在一起了,所以看起书来前后矛盾,越看越糊涂。
<3>指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址
指针的值是指针本身存储的数值,这个值将被编译器当作一个地址,而不是一个一般的数值。在32位程序里,所有类型的指针的值都是一个32位整数,因为32位程序里内存地址全都是32位长。指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始,长度为sizeof(指针所指向的类型)的一片内存区。以后,我们说一个指针的值是XX,就相当于说该指针指向了以XX为首地址的一片内存区域;我们说一个指针指向了某块内存区域,就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例一中,指针所指向的类型已经有了,但由于指针还未初始化,所以它所指向的内存区是不存在的,或者说是无意义的。以后,每遇到一个指针,都应该问问:这个指针的类型是什么?指针指的类型是什么?该指针指向了哪里?(重点注意)
<4>指针本身所占据的内存区
指针本身占了多大的内存?你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知道了。在32位平台里,指针本身占据了4个字节的长度。
指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式(后面会解释)是否是左值时很有用。
III.、指针的算术运算
指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的,以单元为单位。例如:
例二:
chara[20];
int*ptr=(int*)a;//强制类型转换并不会改变a的类型
ptr++;
在上例中,指针ptr的类型是int*,它指向的类型是int,它被初始化为指向整型变量a。接下来的第3句中,指针ptr被加了1,编译器是这样处理的:它把指针ptr的值加上了sizeof(int),在32位程序中,是被加上了4,因为在32位程序中,int占4个字节。由于地址是用字节做单位的,故ptr所指向的地址由原来的变量a的地址向高地址方向增加了4个字节。
由于char类型的长度是一个字节,所以,原来ptr是指向数组a的第0号单元开始的四个字节,此时指向了数组a中从第4号单元开始的四个字节。
我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组,看例子:
例三:intarray[20]={0};
int*ptr=array;
for(i=0;i<20;i++)
{
(*ptr)++;
ptr++;
}
这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr加1个单元,所以每次循环都能访问数组的下一个单元。
再看例子:
例四:
chara[20]="You_are_a_girl";
int*ptr=(int*)a;
ptr+=5;
在这个例子中,ptr被加上了5,编译器是这样处理的:将指针ptr的值加上5乘sizeof(int),在32位程序中就是加上了5乘4=20。由于地址的单位是字节,故现在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址来说,向高地址方向移动了20个字节。在这个例子中,没加5前的ptr指向数组a的第0号单元开始的四个字节,加5后,ptr已经指向了数组a的合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题,但在语法上却是可以的。这也体现出了指针的灵活性。
如果上例中,ptr是被减去5,那么处理过程大同小异,只不过ptr的值是被减去5乘sizeof(int),新的ptr指向的地址将比原来的ptr所指向的地址向低地址方向移动了20个字节。
下面请允许我再举一个例子:(一个误区)
例五:
#include<stdio.h>
intmain()
{
chara[20]="You_are_a_girl";
char*p=a;
char**ptr=&p;
//printf("p=%d\n",p);
//printf("ptr=%d\n",ptr);
//printf("*ptr=%d\n",*ptr);
printf("**ptr=%c\n",**ptr);
ptr++;
//printf("ptr=%d\n",ptr);
//printf("*ptr=%d\n",*ptr);
printf("**ptr=%c\n",**ptr);
}
误区一、输出答案为Y和o
误解:ptr是一个char的二级指针,当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char),所以输出如上结果,这个可能只是少部分人的结果.误区二、输出答案为Y和a
误解:ptr指向的是一个char*类型,当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char*)(有可能会有人认为这个值为1,那就会得到误区一的答案,这个值应该是4,参考前面内容),即&p+4;那进行一次取值运算不就指向数组中的第五个元素了吗?那输出的结果不就是数组中第五个元素了吗?答案是否定的.
正解:ptr的类型是char**,指向的类型是一个char*类型,该指向的地址就是p的地址(&p),当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char*),即&p+4;那*(&p+4)指向哪呢,这个你去问上帝吧,或者他会告诉你在哪?所以最后的输出会是一个随机的值,或许是一个非法操作.
总结一下:
一个指针ptrold加(减)一个整数n后,结果是一个新的指针ptrnew,ptrnew的类型和ptrold的类型相同,ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值增加(减少)了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。就是说,ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向高(低)地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。
指针和指针进行加减:
两个指针不能进行加法运算,这是非法操作,因为进行加法后,得到的结果指向一个不知所向的地方,而且毫无意义。两个指针可以进行减法操作,但必须类型相同,一般用在数组方面,不多说了。
IV.运算符&和*
这里&是取地址运算符,*是间接运算符。
&a的运算结果是一个指针,指针的类型是a的类型加个*,指针所指向的类型是a的类型,指针所指向的地址嘛,那就是a的地址。
*p的运算结果就五花八门了。总之*p的结果是p所指向的东西,这个东西有这些特点:它的类型是p指向的类型,它所占用的地址是p所指向的地址。
例六:
inta=12;intb;int*p;int**ptr;
p=&a;//&a的结果是一个指针,类型是int*,指向的类型是
//int,指向的地址是a的地址。
*p=24;//*p的结果,在这里它的类型是int,它所占用的地址是
//p所指向的地址,显然,*p就是变量a。
ptr=&p;//&p的结果是个指针,该指针的类型是p的类型加个*,
//在这里是int**。该指针所指向的类型是p的类型,这//里是int*。该指针所指向的地址就是指针p自己的地址。
*ptr=&b;//*ptr是个指针,&b的结果也是个指针,且这两个指针
//的类型和所指向的类型是一样的,所以用&b来给*ptr赋//值就是毫无问题的了。
**ptr=34;//*ptr的结果是ptr所指向的东西,在这里是一个指针,
//对这个指针再做一次*运算,结果是一个int类型的变量。
V.指针表达式
一个表达式的结果如果是一个指针,那么这个表达式就叫指针表式。
下面是一些指针表达式的例子:
例七:
inta,b;
指针表达式
一个表达式的结果如果是一个指针,那么这个表达式就叫指针表式。
下面是一些指针表达式的例子:
例七:
inta,b;
intarray[10];
int*pa;
pa=&a;//&a是一个指针表达式。
Int**ptr=&pa;//&pa也是一个指针表达式。
*ptr=&b;//*ptr和&b都是指针表达式。
pa=array;
pa++;//这也是指针表达式。
例八:
char*arr[20];
char**parr=arr;//如果把arr看作指针的话,arr也是指针表达式
char*str;
str=*parr;//*parr是指针表达式
str=*(parr+1);//*(parr+1)是指针表达式
str=*(parr+2);//*(parr+2)是指针表达式
由于指针表达式的结果是一个指针,所以指针表达式也具有指针所具有的四个要素:指针的类型,指针所指向的类型,指针指向的内存区,指针自身占据的内存。
好了,当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占据的内存的话,这个指针表达式就是一个左值,否则就不是一个左值。在例七中,&a不是一个左值,因为它还没有占据明确的内存。*ptr是一个左值,因为*ptr这个指针已经占据了内存,其实*ptr就是指针pa,既然pa已经在内存中有了自己的位置,那么*ptr当然也有了自己的位置。
VI.数组和指针的关系
数组的数组名其实可以看作一个指针。看下例:
例九:
intarray[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
value=array[0];//也可写成:value=*array;
value=array[3];//也可写成:value=*(array+3);
value=array[4];//也可写成:value=*(array+4);
上例中,一般而言数组名array代表数组本身,类型是int[10],但如果把array看做指针的话,它指向数组的第0个单元,类型是int*,所指向的类型是数组单元的类型即int。因此*array等于0就一点也不奇怪了。同理,array+3是一个指向数组第3个单元的指针,所以*(array+3)等于3。其它依此类推。
例十:
char*str[3]={
"Hello,thisisasample!",
"Hi,goodmorning.",
"Helloworld"
};
chars[80];
strcpy(s,str[0]);//也可写成strcpy(s,*str);
strcpy(s,str[1]);//也可写成strcpy(s,*(str+1));
strcpy(s,str[2]);//也可写成strcpy(s,*(str+2));
上例中,str是一个三单元的数组,该数组的每个单元都是一个指针,这些指针各指向一个字符串。把指针数组名str当作一个指针的话,它指向数组的第0号单元,它的类型是char**,它指向的类型是char*。
*str也是一个指针,它的类型是char*,它所指向的类型是char,它指向的地址是字符串"Hello,thisisasample!"的第一个字符的地址,即'H'的地址。注意:字符串相当于是一个数组,在内存中以数组的形式储存,只不过字符串是一个数组常量,内容不可改变,且只能是右值.如果看成指针的话,他即是常量指针,也是指针常量.
str+1也是一个指针,它指向数组的第1号单元,它的类型是char**,它指向的类型是char*。
*(str+1)也是一个指针,它的类型是char*,它所指向的类型是char,它指向"Hi,goodmorning."的第一个字符'H'
下面总结一下数组的数组名(数组中储存的也是数组)的问题:
声明了一个数组TYPEarray[n],则数组名称array就有了两重含义:第一,它代表整个数组,它的类型是TYPE[n];第二,它是一个常量指针,该指针的类型是TYPE*,该指针指向的类型是TYPE,也就是数组单元的类型,该指针指向的内存区就是数组第0号单元,该指针自己占有单独的内存区,注意它和数组第0号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是不能修改的,即类似array++的表达式是错误的。
在不同的表达式中数组名array可以扮演不同的角色。
在表达式sizeof(array)中,数组名array代表数组本身,故这时sizeof函数测出的是整个数组的大小。
在表达式*array中,array扮演的是指针,因此这个表达式的结果就是数组第0号单元的值。sizeof(*array)测出的是数组单元的大小。
表达式array+n(其中n=0,1,2,.....)中,array扮演的是指针,故array+n的结果是一个指针,它的类型是TYPE*,它指向的类型是TYPE,它指向数组第n号单元。故sizeof(array+n)测出的是指针类型的大小。在32位程序中结果是4
例十一:
intarray[10];
int(*ptr)[10];
ptr=&array;:
上例中ptr是一个指针,它的类型是int(*)[10],他指向的类型是int[10],我们用整个数组的首地址来初始化它。在语句ptr=&array中,array代表数组本身。
本节中提到了函数sizeof(),那么我来问一问,sizeof(指针名称)测出的究竟是指针自身类型的大小呢还是指针所指向的类型的大小?答案是前者。例如:
int(*ptr)[10];
则在32位程序中,有:
sizeof(int(*)[10])==4
sizeof(int[10])==40
sizeof(ptr)==4
实际上,sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小,而不是别的什么类型的大小。
VII.指针和结构类型的关系
可以声明一个指向结构类型对象的指针。
例十二:
structMyStruct
{
inta;
intb;
intc;
};
structMyStructss={20,30,40};
//声明了结构对象ss,并把ss的成员初始化为20,30和40。
structMyStruct*ptr=&ss;
//声明了一个指向结构对象ss的指针。它的类型是
//MyStruct*,它指向的类型是MyStruct。
int*pstr=(int*)&ss;
//声明了一个指向结构对象ss的指针。但是pstr和
//它被指向的类型ptr是不同的。
请问怎样通过指针ptr来访问ss的三个成员变量?
答案:
ptr->a;//指向运算符,或者可以这们(*ptr).a,建议使用前者
ptr->b;
ptr->c;
又请问怎样通过指针pstr来访问ss的三个成员变量?
答案:
*pstr;//访问了ss的成员a。
*(pstr+1);//访问了ss的成员b。
*(pstr+2)//访问了ss的成员c。
虽然我在我的MSVC++6.0上调式过上述代码,但是要知道,这样使用pstr来访问结构成员是不正规的,为了说明为什么不正规,让我们看看怎样通过指针来访问数组的各个单元:(将结构体换成数组)
例十三:
intarray[3]={35,56,37};
int*pa=array;
通过指针pa访问数组array的三个单元的方法是:
*pa;//访问了第0号单元
*(pa+1);//访问了第1号单元
*(pa+2);//访问了第2号单元
从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一样。
所有的C/C++编译器在排列数组的单元时,总是把各个数组单元存放在连续的存储区里,单元和单元之间没有空隙。但在存放结构对象的各个成员时,在某种编译环境下,可能会需要字对齐或双字对齐或者是别的什么对齐,需要在相邻两个成员之间加若干个"填充字节",这就导致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。
所以,在例十二中,即使*pstr访问到了结构对象ss的第一个成员变量a,也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员b。因为成员a和成员b之间可能会有若干填充字节,说不定*(pstr+1)就正好访问到了这些填充字节呢。这也证明了指针的灵活性。要是你的目的就是想看看各个结构成员之间到底有没有填充字节,嘿,这倒是个不错的方法。
不过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针ptr的方法。
VIII.指针和函数的关系
可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。
intfun1(char*,int);
int(*pfun1)(char*,int);
pfun1=fun1;
inta=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。
可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中,可以用指针表达式来作为实参。
例十四:
intfun(char*);
inta;
charstr[]="abcdefghijklmn";
a=fun(str);
intfun(char*s)
{
intnum=0;
for(inti=0;;)
{
num+=*s;s++;
}
returnnum;
}
这个例子中的函数fun统计一个字符串中各个字符的ASCII码值之和。前面说了,数组的名字也是一个指针。在函数调用中,当把str作为实参传递给形参s后,实际是把str的值传递给了s,s所指向的地址就和str所指向的地址一致,但是str和s各自占用各自的存储空间。在函数体内对s进行自加1运算,并不意味着同时对str进行了自加1运算。
IX.指针类型转换
当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时,赋值号的左边是一个指针,赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中,绝大多数情况下,指针的类型和指针表达式的类型是一样的,指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
例十五:
floatf=12.3;
float*fptr=&f;
int*p;
在上面的例子中,假如我们想让指针p指向实数f,应该怎么办?是用下面的语句吗?
p=&f;
不对。因为指针p的类型是int*,它指向的类型是int。表达式&f的结果是一个指针,指针的类型是float*,它指向的类型是float。两者不一致,直接赋值的方法是不行的。至少在我的MSVC++6.0上,对指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致,所指向的类型也一致,其它的编译器上我没试过,大家可以试试。为了实现我们的目的,需要进行"强制类型转换":
p=(int*)&f;
如果有一个指针p,我们需要把它的类型和所指向的类型改为
TYEP*TYPE,那么语法格式是:(TYPE*)p;
这样强制类型转换的结果是一个新指针,该新指针的类型是
TYPE*,它指向的类型是TYPE,它指向的地址就是原指针指向的地址。而原来的指针p的一切属性都没有被修改。(切记)
一个函数如果使用了指针作为形参,那么在函数调用语句的实参和形参的结合过程中,必须保证类型一致,否则需要强制转换
例十六:
voidfun(char*);
inta=125,b;
fun((char*)&a);
voidfun(char*s)
{
charc;
c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c;
c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c;
}
注意这是一个32位程序,故int类型占了四个字节,char类型占一个字节。函数fun的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意到了吗?在函数调用语句中,实参&a的结果是一个指针,它的类型是int*,它指向的类型是int。形参这个指针的类型是char*,它指向的类型是char。这样,在实参和形参的结合过程中,我们必须进行一次从int*类型到char*类型的转换。结合这个例子,我们可以这样来想象编译器进行转换的过程:编译器先构造一个临时指针char*temp,然后执行temp=(char*)&a,最后再把temp的值传递给s。所以最后的结果是:s的类型是char*,它指向的类型是char,它指向的地址就是a的首地址。
我们已经知道,指针的值就是指针指向的地址,在32位程序中,指针的值其实是一个32位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值直接赋给指针呢?就象下面的语句:
unsignedinta;
TYPE*ptr;//TYPE是int,char或结构类型等等类型。
a=20345686;
ptr=20345686;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686
ptr=a;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686
编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能达到了吗?不,还有办法:
unsignedinta;
TYPE*ptr;//TYPE是int,char或结构类型等等类型。
a=N//N必须代表一个合法的地址;
ptr=(TYPE*)a;//呵呵,这就可以了。
严格说来这里的(TYPE*)和指针类型转换中的(TYPE*)还不一样。这里的(TYPE*)的意思是把无符号整数a的值当作一个地址来看待。上面强调了a的值必须代表一个合法的地址,否则的话,在你使用ptr的时候,就会出现非法操作错误。
想想能不能反过来,把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取出来。完全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出来,然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针:
例十七:
inta=123,b;
int*ptr=&a;
char*str;
b=(int)ptr;//把指针ptr的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b;//把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。
现在我们已经知道了,可以把指针的值当作一个整数取出来,也可以把一个整数值当作地址赋给一个指针。
X.指针的安全问题
看下面的例子:
例十八:
chars='a';
int*ptr;
ptr=(int*)&s;
*ptr=1298;
指针ptr是一个int*类型的指针,它指向的类型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程序中,s占一个字节,int类型占四个字节。最后一条语句不但改变了s所占的一个字节,还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的?只有编译程序知道,而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储了非常重要的数据,也许这三个字节里正好是程序的一条代码,而由于你对指针的马虎应用,这三个字节的值被改变了!这会造成崩溃性的错误。
让我们再来看一例:
例十九:
char a;
int*ptr=&a;
ptr++;
*ptr=115;
该例子完全可以通过编译,并能执行。但是看到没有?第3句对指针ptr进行自加1运算后,ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向的一块存储区。这块存储区里是什么?我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据,甚至可能是一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写入一个数据!这是严重的错误。所以在使用指针时,程序员心里必须非常清楚:我的指针究竟指向了哪里。在用指针访问数组的时候,也要注意不要超出数组的低端和高端界限,否则也会造成类似的错误。
在指针的强制类型转换:ptr1=(TYPE*)ptr2中,如果sizeof(ptr2的类型)大于sizeof(ptr1的类型),那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是安全的。如果sizeof(ptr2的类型)小于sizeof(ptr1的类型),那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是不安全的。至于为什么,读者结合例十八来想一想,应该会明白的。
9.字符指针,字符数组的区别
使用字符串指针变量与字符数组的区别
I.分配内存
设有定义字符型指针变量与字符数组的语句如下:
char *pc ,str[100];
则系统将为字符数组str分配100个字节的内存单元,用于存放100个字符。而系统只为指针变量pc分配4个存储单元,用于存放一个内存单元的地址。
II.初始化赋值含义
字符数组与字符指针变量的初始化赋值形式相同,但其含义不同。例如:
char str[ ] ="I am a student ! " ,s[200];
char *pc="You are a student ! " ;
对于字符数组,是将字符串放到为数组分配的存储空间去,而对于字符型指针变量,是先将字符串存放到内存,然后将存放字符串的内存起始地址送到指针变量pc中。
III.赋值方式
字符数组只能对其元素逐个赋值,而不能将字符串赋给字符数组名。对于字符指针变量,字符串地址可直接赋给字符指针变量。例如:
str="I love China! "; //字符数组名str不能直接赋值,该语句是错误的。
pc="I love China! "; //指针变量pc可以直接赋字符串地址,语句正确
IV.输入方式
可以将字符串直接输入字符数组,而不能将字符串直接输入指针变量。但可将指针变量所指字符串直接输出。
例如: cin >> str //正确
cin >> pc //错误
cout<<pc //正确
V.值的改变
在程序执行期间,字符数组名表示的起始地址是不能改变的,而指针变量的值是可以改变的。 例如: str=str+5; //错误
pc=str+5; //正确
小结 字符数组s[100] 指针变量pc
(1)分配内存 分配100个单元 分配4个单元。
(2)赋值含义 字符串放到数组存储空间 先将字符串存放到内存
将存放串的首地址送到pc中。
(3)赋值方式 只能逐个元素赋值 串地址可赋给pc
(4)输入方式: 串直接输入字符数组 不能将字符串直接输入指针变量
(5)值的改变: 字符数组首地址不能改变 指针变量的值可以改变
由以上区别可以看出,在某些情况下,用指针变量处理字符串,要比用数组处理字符串方便。
用字符数组和字符指针变量都可实现字符串的存储和运算。但是两者是有区别的。在使用时应注意以下几个问题:
1. 字符串指针变量本身是一个变量,用于存放字符串的首地址。而字符串本身是存放在以该首地址为首的一块连续的内存空间中并以‘’作为串的结束。字符数组是由于若干个数组元素组成的,它可用来存放整个字符串。
2. 对字符串指针方式
char *ps="C Language";
可以写为:
char *ps;
ps="C Language";
而对数组方式:
static char st[]={"C Language"};
不能写为:
char st[20];
st={"C Language"};
而只能对字符数组的各元素逐个赋值。
从以上几点可以看出字符串指针变量与字符数组在使用时的区别,同时也可看出使用指针变量更加方便。
当一个指针变量在未取得确定地址前使用是危险的,容易引起错误。
一个错误的例子,如下:
char *name;
scanf("%s",name);
printf("%s",name);
有的编译器虽然也能通过,但这是错误的,因为是个指针,定义时指向不可用的地址。解决这个问题有两种方法:用数组的方法或给字符针针分配内存空间的方法。
数组的方法:
char name[20];
scanf("%s",name);
printf("%s",name);
给字符针针分配内存空间的办法:
char *name;
name=(char*)malloc(50); //此时name已经指向一个刚刚分配的地址空间。
scanf("%s",name);
printf("%s",name);
但是对指针变量直接赋值是可以的。因为C系统对指针变量赋值时要给以确定的地址。
3.int main()
{
char str1[40]="hello world!"; //char *str1="hello world!";
str1[4]='A'; //若str1是指针型的,编译通过,但运行是此处会段错误
printf("%sn",str1);
return 0;
}
关于“ str1[4]='A'; //若str1是指针型的,编译通过,但运行是此处会段错误”这句的分析讲的非常好,如下:
str1是指针型时,“hello world!”是一个字符串常量,放在内存里,str1指向其内存地址。
什么是字符串常量呢?就是我们不能更改起内容的字符串。所以str1[4]='A';这样赋值就会出错。
至于为什么是运行出错而不是编译出错,我想这是编译器的问题。我用的是gcc编译器,他可能并不知道str1指向的是一个字符串常量,我们当然可以设计自己的编译器让它识别这样的错误使程序在编译时就报错。
10.如函数的<数据类型>为void,可以省略或者无表达式结果返回(即写成return;)
11.函数的声明也叫函数的原型21
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这篇关于C语言的那些事儿之五的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!