C語言指針
時間：2018-12-25 來源：華清遠見
關于指針我上學的時候學，我的老師說“指針很難呢“，把指針比喻成門牌號，信封郵寄地址，現(xiàn)在我看到指針就想起門牌號，信封地址。
地址：
說到指針，先說說地址，看一段小程序
#include "stdio.h"
int main()
{
int a = 10;
int *p = &a;
printf("%p\n", p);
return 0;
}
// output
0x7fff8b6a378c
每當我看到指針的輸出 像這種"0x7fff8b6a378c"時候，頭都大了，那時候老師說是地址，搞得糊里糊涂的。那什么是地址呢？當然我?guī)湍惆倏埔幌隆Ｊ窍到y(tǒng) RAM 中的特定位置，通常以十六進制的數(shù)字表示，系統(tǒng)通過這個地址，就可以找到相應的內容。當使用80386時，我們必須區(qū)分以下三種不同的地址：邏輯地址、線性地址、物理地址；在進行C語言指針編程中，可以讀取指針變量本身值(&操作)，實際上這個值就是邏輯地址，它是相對于你當前進程數(shù)據(jù)段的地址（偏移地址），不和絕對物理地址相干，比如上面那個"0x7fff8b6a378c" 就是邏輯地址。邏輯地址不是被直接送到內存總線，而是被送到內存管理單元（MMU）。MMU由一個或一組芯片組成，其功能是把邏輯地址映射為物理地址，即進行地址轉換。下面是轉換關系圖。
指針：
c語言相比匯編算應該算是高級了，卻保留的了操作地址中高效的又抽象的形式。那么指針到底是什么呢？ 在那本經(jīng)典《c 程序設計語言》 是這樣描述 ： ”指針是一種保存變量地址的變量“，指針是一個特殊的變量，它里面存儲的數(shù)值被解釋成為內存里的一個地址，指針與地址不要混在一起，指針是存儲地址一個變量，地址是內存分配。指針可以指向這個內存地址，也可以指向另一個內存地址，當指針指向一個內存地址，它們之間才發(fā)生聯(lián)系，通過這個指針去操作這塊內存，所以指針把我們帶入到地址層面去操作數(shù)據(jù)，在php，java 這些高級語言沒有這一層的操作。舉個例子
//字符串翻轉例子
#include "stdio.h"
#include "string.h"
void revstr(char *);
int main()
{
char str[] = "Zhen Shan Ren is good!";
revstr(str);
puts(str);
}
void revstr(char *str)
{
char *start, *end, temp;
start = str;
end = start + strlen(str) -1;
while (start++ < end--) {
temp = *start;
*start = *end;
*end = temp;
}
}
上面的例子是從指針的角度去處理字符串，我再revstr 函數(shù)中定義了兩個指針，一個指針指向字符串的首地址，另一個指針指向字符串的末地址，把內容互換。 指針提供這樣便利，可以通過加、減來訪問這一塊內存。然后再去改變內存的值。如果沒有指針，只能去操作這樣邏輯地址 “0x7fff8b6a378c”去計算下一個或上一個邏輯地址，會不會瘋掉呢？所以指針把我們帶入到地址層面去操作數(shù)據(jù)。指針難點是我們不是很清楚有些復雜的數(shù)據(jù)類型的在內存中存儲。指來指去不知道指向那了。如果你能很清楚內存的分布，就不會指錯地方！
指針的幾個概念：
1.指針的類型：
基本數(shù)據(jù)類型比如 int、char ，還有 一些復雜的比如 int （*p）[], 指向數(shù)組的指針，像這種的判斷就是指針名字去掉 ， 指針的類型類型就是 int（*）[]，其實就是指向數(shù)組的指針
2.指針所指向的類型：
當你通過指針來訪問指針所指向的內存區(qū)時，指針所指向的類型決定了編譯器將把那片內存區(qū)里的內容當做什么來看待。 你只須把指針聲明語句中的指針名字和名字左邊的指針聲明符*去掉，剩下的就是指針所指向的類型。
例如：int*ptr：指針所指向的類型是int int(*ptr)[3]：指針所指向的的類型是int()[3]
3.指針的值：
我們說一個指針的值是XX，就相當于說該指針指向了以XX為首地址的一片內存區(qū)域；我們說一個指針指向了某塊內存區(qū)域，就相當于說該指針的值是這塊內存區(qū)域的首地址。
看一段代碼：這段代碼是問你p1 是否和p2 相等？
#include "stdio.h"
int main()
{
char *p1,*p2,*p3;
char ch[] = {'a', 'b', 'c'};
char **pp;
p1 = ch;
pp = &ch;
p2 = *pp;
if (p1 == p2) {
printf("p1 == p2\n");
} else {
printf("p1 != p2\n");
}
printf("p3 = %p", p3);
return 0;
}
結果是:
//p1 != p2
//p3 = 0x4005f0dxy
&ch 指針類型為 char (*)[3], 當運行到pp=&ch 時候，編譯器會罵你 “warning: assignment from incompatible pointer type” 指針類型不匹配（在vc6下直接報錯）。看一下p3 會有一個值，未初始化指針是有內存地址的，而且是一個垃圾地址。不知道這個內存地址指向的值是什么。這就是為什么不要對未初始化指針取值的原因。最好的情況是你取到的是垃圾地址接下來你需要對程序進行調試，最壞的情況則會導致程序崩潰。以后，每遇到一個指針，都應該問問：這個指針的類型是什么？指針指的類型是什么？該指針指向了哪里？
還有一個題目可以試試
#include "stdio.h"
int main()
{
int a[5] = {1,2,3,4,5};
int *p = (int *)(&a+1);
printf("%d,%d", *(a+1), *(p-1));
}
答案在此
指針與數(shù)組
“數(shù)組名就是指針”，“你就把當做指針理解”，假設數(shù)組名是指針
#include "stdio.h"
int main()
{
int a[] = {1,2,3,5};
int *p = a;
printf("a = %d, p =%d", sizeof(a), sizeof(p));
}
//output
//a= 16,p=4
從輸出結果看兩者根本就是兩個事物，只能說數(shù)組名神似指針，數(shù)組名的內涵在于其指代實體是一種數(shù)據(jù)結構，這種數(shù)據(jù)結構就是數(shù)組；那么數(shù)組名到底是什么：
符號表是編譯原理中的一個概念，應用于編譯器的詞法分析和語義分析兩個階段。詞法分析的目標是讓編譯器能知道這是個數(shù)組就好了，那么語義分析階段就需要確定這個數(shù)組的具體空間了。所以我們定義了一個數(shù)組，編譯器就會在符號表中加入數(shù)組的名字a，并且根據(jù)其指定的大小，開辟一段內存空間，把這段內存空間的首地址（也就是第一個元素的地址）存入符號表，這也就是為什么我們通過數(shù)組名就可以去訪問數(shù)組的元素了。編譯器這么做是為了使我們使用數(shù)組更加的方便，易懂。也有人說a是一個內存地址，也沒有什么不妥的，因為編譯器允許我們直接把a作為數(shù)組首地址來用。數(shù)組是一種線性的數(shù)據(jù)結構，數(shù)組名指向了那一片內存。
