1.3 指針 · C學習筆記

# 指針每一個變量都有一個內存位置，每一個內存位置都定義了可使用連字號（&）運算符訪問的地址，它表示了在內存中的一個地址。 ## 基礎 ### 什么是指針指針是一個變量，其值為另一個變量的地址，即，內存位置的直接地址。所有指針的值的實際數據類型，不管是整型、浮點型、字符型，還是其他的數據類型，都是一樣的，都是一個代表內存地址的長的 **十六進制數**。不同數據類型的指針之間唯一的不同是，指針所指向的變量或常量的數據類型不同。 ### 如何使用 ``` // 定義 int *p = NULL; // 賦值（&取地址） p = &var; // 訪問指針內容 *p; ``` ``` #include <stdio.h> int main () { int var = 20; /* 實際變量的聲明 */ int *ip; /* 指針變量的聲明 */ ip = &var; /* 在指針變量中存儲 var 的地址 */ printf("Address of var variable: %p\n", &var ); /* 在指針變量中存儲的地址 */ printf("Address stored in ip variable: %p\n", ip ); /* 使用指針訪問值 */ printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip ); return 0; } ``` 打印結果： ``` Address of var variable: bffd8b3c Address stored in ip variable: bffd8b3c Value of *ip variable: 20 ``` ### NULL指針（空指針）在變量聲明的時候，如果沒有確切的地址可以賦值，為指針變量賦一個 NULL 值是一個良好的編程習慣。 NULL 指針是一個定義在標準庫中的值為零的常量。在大多數的操作系統上，程序不允許訪問地址為 0 的內存，因為該內存是操作系統保留的。然而，內存地址 0 有特別重要的意義，它表明該指針不指向一個可訪問的內存位置。但按照慣例，如果指針包含空值（零值），則假定它不指向任何東西。 ``` if(ptr) /* 如果 p 非空，則完成 */ if(!ptr) /* 如果 p 為空，則完成 */ ``` > YJ：野指針會造成崩潰。 ## 指針的算術運算 ``` ++ -- + - ``` ### ?? 舉個栗子條件： 1. 假設 ptr 是一個指向地址 1000 的整型指針，是一個 32 位的整數; 2. ptr++; 結果：在執行完上述的運算之后，ptr 將指向位置 1004，因為 ptr 每增加一次，它都將指向下一個整數位置，即當前位置往后移 4 個字節。這個運算會在不影響內存位置中實際值的情況下，移動指針到下一個內存位置。如果 ptr 指向一個地址為 1000 的字符，上面的運算會導致指針指向位置 1001，因為下一個字符位置是在 1001。 ### 遞增（++） > 我們喜歡在程序中使用指針代替數組，因為變量指針可以遞增，而數組不能遞增，因為數組是一個常量指針。 ``` #include <stdio.h> const int MAX = 3; int main () { int var[] = {10, 100, 200}; int i, *ptr; /* 指針中的數組地址 */ ptr = var; for ( i = 0; i < MAX; i++) { printf("存儲地址：var[%d] = %x\n", i, ptr ); printf("存儲值：var[%d] = %d\n", i, *ptr ); /* 移動到下一個位置 */ ptr++; } return 0; } ``` 打印結果： ``` 存儲地址：var[0] = bf882b30 存儲值：var[0] = 10 存儲地址：var[1] = bf882b34 存儲值： var[1] = 100 存儲地址：var[2] = bf882b38 存儲值：var[2] = 200 ``` ### 遞減（--） ``` #include <stdio.h> const int MAX = 3; int main () { int var[] = {10, 100, 200}; int i, *ptr; /* 指針中最后一個元素的地址 */ ptr = &var[MAX-1]; for ( i = MAX; i > 0; i--) { printf("存儲地址：var[%d] = %x\n", i-1, ptr ); printf("存儲值：var[%d] = %d\n", i-1, *ptr ); /* 移動到下一個位置 */ ptr--; } return 0; } ``` ### 指針的比較指針可以用關系運算符進行比較，如 ==、< 和 >。如果 p1 和 p2 指向兩個相關的變量，比如同一個數組中的不同元素，則可對 p1 和 p2 進行大小比較。 ``` #include <stdio.h> const int MAX = 3; int main () { int var[] = {10, 100, 200}; int i, *ptr; /* 指針中第一個元素的地址 */ ptr = var; i = 0; while ( ptr <= &var[MAX - 1] ) { printf("Address of var[%d] = %x\n", i, ptr ); printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr ); /* 指向上一個位置 */ ptr++; i++; } return 0; } ``` ## 指針數組 ``` #include <stdio.h> const int MAX = 3; int main () { int var[] = {10, 100, 200}; int i, *ptr[MAX]; for ( i = 0; i < MAX; i++) { ptr[i] = &var[i]; /* 賦值為整數的地址 */ } for ( i = 0; i < MAX; i++) { printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr[i] ); } return 0; } 打印結果： Value of var[0] = 10 Value of var[1] = 100 Value of var[2] = 200 ``` > ?? 下面這個栗子，驗證一下！ ``` #include <stdio.h> const int MAX = 4; int main () { const char *names[] = { "Zara Ali", "Hina Ali", "Nuha Ali", "Sara Ali", }; int i = 0; for ( i = 0; i < MAX; i++) { printf("Value of names[%d] = %s\n", i, names[i] ); } return 0; } 打印結果： Value of names[0] = Zara Ali Value of names[1] = Hina Ali Value of names[2] = Nuha Ali Value of names[3] = Sara Ali ``` ## 指向指針的指針指向指針的指針是一種多級間接尋址的形式，或者說是一個指針鏈。 ``` #include <stdio.h> int main () { int var; int *ptr; int **pptr; var = 3000; /* 獲取 var 的地址 */ ptr = &var; /* 使用運算符 & 獲取 ptr 的地址 */ pptr = &ptr; /* 使用 pptr 獲取值 */ printf("Value of var = %d\n", var ); printf("Value available at *ptr = %d\n", *ptr ); printf("Value available at **pptr = %d\n", **pptr); return 0; } 打印結果： Value of var = 3000 Value available at *ptr = 3000 Value available at **pptr = 3000 ``` ## 傳遞指針給函數 ``` #include <stdio.h> #include <time.h> void getSeconds(unsigned long *par); /*傳遞一個無符號的 long 型指針給函數*/ int main () { unsigned long sec; getSeconds( &sec ); /* 輸出實際值 */ printf("Number of seconds: %ld\n", sec ); return 0; } void getSeconds(unsigned long *par) { *par = time( NULL ); /* 獲取當前的秒數 */ return; } 打印結果： Number of seconds :1294450468 ``` > ?? YJ：可以改變外部的指針內容。 ## 函數返回指針同 1.4，函數返回數組。