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正文
C语言指针是C语言中最重要的部分之一也是初学者比较难以理解的概念之一。本文将为大家详细解说C语言指针的相关知识。 指针的基本概念 指针的声明与初始化声明一个指针时我们不仅指定指针的类型还表明它能存储哪种类型变量的地址。 例如int *p; 声明了一个可以存储整型变量地址的指针 p。 初始化指针比如 int x 10; int *p x;这里 p 被赋予了变量 x 的内存地址可以用 *p 来访问 x 的值。空指针在C语言中NULL 或 (void*)0 表示空指针代表指针不指向任何有效地址。声明和初始化为空指针有利于预防未初始化指针引发的问题。 指针的解引用 读取值通过 *指针名 的方式解引用指针可以从内存中读取值。例如 int val *p; 将 p 指向的内存地址处的整数值赋给 val。写入值通过 *指针名 值 的方式可以修改指针指向内存地址处的值。例如 *p 20; 将 20 写入 p 指向的内存地址。 指针运算 指针加减对于指向数组的指针执行加减运算时它并非简单地加减数字而是根据指针类型自动调整偏移量使其按相应类型长度跳转。例如对于 int *pp 1 实际上使指针移动到数组中下一位整数的位置。关系运算同类型的指针可以进行相等性和顺序性的比较。例如如果 p 和 q 都指向同一个数组内的元素则 p q 可以判断 p 是否在 q 之前。 指针与数组 数组名作为指针在C语言中数组名可被当作指向数组首元素的常量指针但它不可被重新赋值。例如数组 int arr[5]; 中arr 可视作 int *const arrarr i 实际上是对数组元素的偏移访问。指针遍历数组通过让指针从数组首地址开始每次递增指针来遍历整个数组这是一种常见的高效遍历方式因为指针自增相当于按元素类型长度移动。 指针与字符串 在C语言中字符串实际上是字符数组最后一个字符为’\0’作为结束标记。例如char *str Hello; 中str 指向字符串的第一个字符 ‘H’。通过递增指针 str我们可以依次访问后续字符直至遇到 ‘\0’。 指针与函数 传址调用在函数调用中通过传递变量的地址而不是复制变量的值可以让函数直接修改原始变量的值。例如void swap(int *a, int *b) { int temp *a; *a *b; *b temp; } 可以交换两个整数的值。返回指针函数可以返回指向动态分配内存或静态/全局变量地址的指针。例如char *getStr() { char str[] Example; return str; } 返回一个指向字符串常量区的指针但由于是局部变量这样返回可能会导致未定义行为。 动态内存分配 使用 malloc()、calloc()、realloc() 函数可以动态分配内存这些函数会返回指向新分配内存区域的指针。如 int *ptr (int*)malloc(5 * sizeof(int)); 会分配可以存储5个整数的空间。当不再需要这块内存时必须使用 free(ptr); 来释放否则会导致内存泄漏。 多级指针 多级指针是指一个指针指向另一个指针的情况。例如int **pp 是一个指向 int * 类型指针的指针。在实际应用中多级指针常见于处理二维数组、指针数组或链表等场景。 结构体与指针 结构体指针可以用来操作结构体实例。声明一个指向结构体类型的指针并初始化如 struct Student *stu malloc(sizeof(struct Student)); 之后可以通过解引用或箭头操作符 (-) 访问结构体成员。例如(*stu).age 或 stu-age 可以访问 age 成员。此外结构体内部成员也可以是其他结构体或指针类型此时可以声明指向结构体内部指针成员的指针。 总结 C语言中的指针是程序设计的强大工具能够极大地提高程序效率同时也增加了程序设计的复杂性要求开发者对其有深入理解和谨慎使用。指针的正确使用可以帮助解决很多实际编程问题但也容易成为错误的来源因此在编写涉及指针的代码时应格外小心。
