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深入理解C语言指针

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秋天落叶|  楼主 | 2011-11-30 17:57 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
指针的概念

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,还有指针本身所占据的内存区。让我们分别说明。

先声明几个指针做例子:

例一:

(1)int*ptr;
(2)char*ptr;
(3)int**ptr;
(4)int(*ptr)[3];
(5)int*(*ptr)[4];
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? 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。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?

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沙发
秋天落叶|  楼主 | 2011-11-30 17:58 | 只看该作者
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:   
  例八:   
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。   

  例九:   
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。   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 ',等等。   

  下面总结一下数组的数组名的问题。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。   
例十
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。
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。   
  例十一:   
structMyStruct   
{   
 inta;   
 intb;   
 intc;   
}   
MyStructss={20,30,40};
//声明了结构对象ss,并把ss的三个成员初始化为20,30和40。   
MyStruct*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。但是它的类型和它指向的类型和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;   
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:   
  例十二:   
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。   
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。

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板凳
baidudz| | 2011-11-30 18:14 | 只看该作者
指针是C语言里面比较难学得

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地板
PaperKite| | 2011-11-30 20:05 | 只看该作者
指针,数组,结构,const,typedef,volatile.都是好东西。

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yong61| | 2013-6-19 07:58 | 只看该作者
指针C语言的精华!

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6
vivilzb1985| | 2013-6-19 21:17 | 只看该作者
关于指针的,我也一直用,就是不太理解的:L

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7
vivilzb1985| | 2013-6-19 21:18 | 只看该作者
这些介绍的蛮好的,我看完了解了些,谢谢楼主

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8
秋天落叶|  楼主 | 2013-6-22 19:09 | 只看该作者
C语言中,指针的学习难度还是很大的

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9
xsgy123| | 2013-6-23 20:54 | 只看该作者
对指针讲解的很详细

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10
smilingangel| | 2013-6-25 23:26 | 只看该作者
关于C语言指针这一块的我也不是用的非常熟的,惭愧啊

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11
smilingangel| | 2013-6-25 23:27 | 只看该作者
不过看楼主在讲解的蛮好的,需要我花些时日来消化的

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12
smilingangel| | 2013-6-25 23:28 | 只看该作者
不过还是先谢谢楼主的资料分享的,我会支持的

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13
823523616| | 2013-10-22 22:15 | 只看该作者
:handshake感谢楼主的分享

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14
shenmu2012| | 2013-11-26 23:35 | 只看该作者
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

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15
shenmu2012| | 2013-11-26 23:35 | 只看该作者
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

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16
shenmu2012| | 2013-11-26 23:36 | 只看该作者
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,
关于这个的sizeof函数的上边的实例的介绍的也很不错的

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17
lhchen922| | 2013-11-27 12:38 | 只看该作者

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18
sinadz| | 2013-11-27 18:27 | 只看该作者
理解的挺深入的

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19
pkat| | 2013-11-27 18:38 | 只看该作者
指针还是比较难理解的

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20
秋天落叶|  楼主 | 2013-11-27 18:48 | 只看该作者
很容易弄混淆的一些概念

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