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C语言指针应用实例分析

发布时间:2022-04-13 13:44:40 来源:亿速云 阅读:164 作者:iii 栏目:开发技术

这篇文章主要讲解了“C语言指针应用实例分析”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“C语言指针应用实例分析”吧!

1、指针是什么

指针理解的2个要点:

  • 平时口语中说的指针,通常指的是指针变量,是用来存放内存地址的变量

  • 指针是内存中一个最小单元的编号,也就是地址

1.1 指针变量

我们可以通过&(取地址操作符)取出变量的内存其实地址,把地址可以存放到一个变量中,这个变量就是指针变量:

int main()
{
	int a = 1;//在内存中开辟一块空间
	//a变量占用4个字节的空间,这里是将a的4个字节的第一个字节的地址存放在p变量中,p就是一个指针变量
	int* pa = &a;//这里我们对变量a,取出它的地址,可以使用&操作符
	printf("%p\n", &a);
	printf("%p\n", pa);
	a = 10;
	printf("%p\n", &a);
	return 0;
}

利用内存和监视来查看&a 和pa的变化:

C语言指针应用实例分析

见下图所示:

  • &a为取变量a的地址:0x00CFFEE0

  • pa是指针变量,存放的值是变量a的地址: 0x00CFFEE0

a变量占用4个字节的空间,下图在内存中能看到a的地址占用了4个字节,存放 00 00 00 01

C语言指针应用实例分析

内存显示列数可根据自己调节,4列就是4个字节放一行,见下图:

C语言指针应用实例分析

对a重新赋值10,变量a的值发生变化,但地址是不变的。

C语言指针应用实例分析

C语言指针应用实例分析

因此,指针变量,用来存放地址的变量。(存放在指针中的值都被当成地址处理)。

1.2 指针是内存中一个最小单元的编号

  • 指针是内存中一个最小单元的编号,这个最小单元是一个字节

  • 经过专家们仔细的计算和权衡后,发现一个字节给一个对应的地址是比较合适的

  • 对于32位的机器,假设有32根地址线,那么假设每根地址线在寻址的时候产生高电平(高电压)和低电平(低电压)就是(1或者0),32根地址线产生的地址就是:

00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000001
...
11111111 11111111 11111111 11111111

内存最小单元即一个字节,与其对应的地址见下图:

C语言指针应用实例分析

因此,32位的机器就有2的32次方个地址。每个地址标识一个字节,那我们就可以给 :

2^32 Byte == 2^32/1024 KB == 2^32/1024/1024 MB == 2^32/1024/1024/1024 GB == 4 GB

4 GB的空闲进行编址。同样的方法,那64位机器,如果给64根地址线,那能编址 8 GB 空间。

  • 在32位的机器上,地址是32个0或者1组成二进制序列,那地址就得用4个字节的空间来存储,所以一个指针变量的大小就应该是4个字节

  • 在64位机器上,有64个地址线,那一个指针变量的大小是8个字节,才能存放一个地址

  • 指针是用来存放地址的,地址是唯一标示一块地址空间的

  • 指针的大小在32位平台是4个字节,在64位平台是8个字节

int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	char ch = 'a';
	char* pc = &ch;
	printf("%d\n", sizeof(pa));//4
	printf("%d\n", sizeof(pc));//4
	return 0;
}

上例说明,不管什么类型的指针变量,它的大小就是4个字节。因为地址是32位0 1表示的,而指针变量就是存放地址的变量,需要4个字节存放。跟他的类型无关。

C语言指针应用实例分析

2、指针和指针类型

变量有不同的类型,整形,浮点型等。那指针同样也有类型:

int num = 10;
p = #//num的地址保存到 p

要将&num(num的地址)保存到 p 中,我们知道 p 就是一个指针变量,那它的类型是怎样的呢?我们给指针变量相应的类型

char *pc = NULL;
int *pi = NULL;
short *ps = NULL;
long *pl = NULL;
float *pf = NULL;
double *pd = NULL;

指针的定义方式是: type + *

  • char* 类型的指针是为了存放 char 类型变量的地址:即地址里面的变量是char 类型,占用1个字节,地址本身4个字节

  • short* 类型的指针是为了存放 short 类型变量的地址:即地址里面的变量是short类型,占用1个字节,地址本身4个字节

  • int* 类型的指针是为了存放 int 类型变量的地址:即地址里面的变量是 int 类型,占用4个字节,地址本身4个字节

2.1 指针±类型

int main()
{
	int n = 10;
	char *pc = (char*)&n;
	int *pi = &n;
	printf("%p\n", &n);
	printf("%p\n", pc);
	printf("%p\n", pc+1);
	printf("%p\n", pi);
	printf("%p\n", pi+1);
	return 0;
}

指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大(距离):

  • int *向后+1,就是移动到下一个 int 类的变量的地址,就是移动4个字节

  • char *向后+1,就是移动到下一个 char 类型的变量的地址,就是移动1个字节

  • 指针的类型,是指向地址里存储数值的类型

C语言指针应用实例分析

2.2 指针的解引用

指针的类型决定了,对指针解引用的时候有多大的权限(能操作几个字节)

2.2.1 int* 类型的解引用
int main()
{
	int a = 0x11223344;
	int* pa = &a;
	*pa = 0;
	return 0;

int* 的指针的解引用就能访问四个字节:

C语言指针应用实例分析

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2.2.2 char* 类型的解引用
int main()
{
	int a = 0x11223344;
	char* pa = (char*)&a;//&a是int*,所以在这里强制转换
	*pa = 0;

	return 0;
}

char* 的指针解引用就只能访问一个字节:

C语言指针应用实例分析

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3、野指针

野指针就是指针指向的位置是不可知的(随机的、不正确的、没有明确限制的)

3.1 野指针成因

3.1.1 指针未初始化
int main()
{
	int *p;//局部变量指针未初始化,默认为随机值
	*p = 20;
	return 0;
}
3.1.2 指针越界访问
int main()
{
	int arr[10] = {0};
	int *p = arr;
	int i = 0;
	for(i=0; i<=11; i++)//超过数组的元数个数
	{
		//当指针指向的范围超出数组arr的范围时,p就是野指针
		*(p++) = i;
	}
	return 0;
}
3.1.3 指针指向的空间释放
int* test()
{
	int a = 10;
	printf("%d\n", a);
	return &a;//开辟的空间已经释放了
}
int main()
{
	int* p = test();//函数调用结束后,开辟的内存空间释放了
	*p = 100;
	return 0;
}

3.2 如何规避野指针

  • 指针初始化

  • 小心指针越界

  • 指针指向空间释放即使置NULL

  • 避免返回局部变量的地址

  • 指针使用之前检查有效性

int main()
{
	int *p = NULL;//初始化
	//....
	int a = 10;
	p = &a;
	if(p != NULL)
	{
		*p = 20;
	}
	return 0;
}

感谢各位的阅读,以上就是“C语言指针应用实例分析”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对C语言指针应用实例分析这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

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