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5分鐘內(nèi)了解C語言的指針

更新時(shí)間：2015年01月22日 08:53:20 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了5分鐘內(nèi)了解C語言的指針,本文講解了指針、引用和取值、void指針、NULL指針和未初始化指針、指針和數(shù)組等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

指針、引用和取值

什么是指針？什么是內(nèi)存地址？什么叫做指針的取值？指針是一個存儲計(jì)算機(jī)內(nèi)存地址的變量。在這份教程里“引用”表示計(jì)算機(jī)內(nèi)存地址。從指針指向的內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)稱作指針的取值。指針可以指向某些具體類型的變量地址，例如int、long和double。指針也可以是void類型、NULL指針和未初始化指針。本文會對上述所有指針類型進(jìn)行探討。

根據(jù)出現(xiàn)的位置不同，操作符 * 既可以用來聲明一個指針變量，也可以用作指針的取值。當(dāng)用在聲明一個變量時(shí)，*表示這里聲明了一個指針。其它情況用到*表示指針的取值。

&是地址操作符，用來引用一個內(nèi)存地址。通過在變量名字前使用&操作符，我們可以得到該變量的內(nèi)存地址。

復(fù)制代碼代碼如下:

// 聲明一個int指針

int *ptr;

// 聲明一個int值

int val = 1;

// 為指針分配一個int值的引用

ptr = &val;

// 對指針進(jìn)行取值，打印存儲在指針地址中的內(nèi)容

int deref = *ptr;

printf("%d\n", deref);

第2行，我們通過*操作符聲明了一個int指針。接著我們聲明了一個int變量并賦值為1。然后我們用int變量的地址初始化我們的int指針。接下來對int指針取值，用變量的內(nèi)存地址初始化int指針。最終，我們打印輸出變量值，內(nèi)容為1。

第6行的&val是一個引用。在val變量聲明并初始化內(nèi)存之后，通過在變量名之前使用地址操作符&我們可以直接引用變量的內(nèi)存地址。

第8行，我們再一次使用*操作符來對該指針取值，可直接獲得指針指向的內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)。由于指針聲明的類型是int，所以取到的值是指針指向的內(nèi)存地址存儲的int值。

這里可以把指針、引用和值的關(guān)系類比為信封、郵箱地址和房子。一個指針就好像是一個信封，我們可以在上面填寫郵寄地址。一個引用（地址）就像是一個郵件地址，它是實(shí)際的地址。取值就像是地址對應(yīng)的房子。我們可以把信封上的地址擦掉，寫上另外一個我們想要的地址，但這個行為對房子沒有任何影響。

void指針、NULL指針和未初始化指針

一個指針可以被聲明為void類型，比如void *x。一個指針可以被賦值為NULL。一個指針變量聲明之后但沒有被賦值，叫做未初始化指針。

復(fù)制代碼代碼如下:

int *uninit; // int指針未初始化

int *nullptr = NULL; // 初始化為NULL

void *vptr; // void指針未初始化

int val = 1;

int *iptr;

int *castptr;

// void類型可以存儲任意類型的指針或引用

iptr = &val;

vptr = iptr;

printf("iptr=%p, vptr=%p\n", iptr, vptr);

// 通過顯示轉(zhuǎn)換，我們可以把一個void指針轉(zhuǎn)成

// int指針并進(jìn)行取值

castptr = (int *)vptr;

printf("*castptr=%d\n", *castptr);

// 打印null和未初始化指針

printf("uninit=%p, nullptr=%p\n", uninit, nullptr);

// 不知道你會得到怎樣的返回值，會是隨機(jī)的垃圾地址嗎？

// printf("*nullptr=%d\n", nullptr);

// 這里會產(chǎn)生一個段錯誤

// printf("*nullptr=%d\n", nullptr);

執(zhí)行上面的代碼，你會得到類似下面對應(yīng)不同內(nèi)存地址的輸出。

復(fù)制代碼代碼如下:

iptr=0x7fff94b89c6c, vptr=0x7fff94b89c6c

*castptr=1

uninit=0x7fff94b89d50, nullptr=(nil)

第1行我們聲明了一個未初始化int指針。所有的指針在賦值為NULL、一個引用（地址）或者另一個指針之前都是未被初始化的。第2行我們聲明了一個NULL指針。第3行聲明了一個void指針。第4行到第6行聲明了一個int值和幾個int指針。

第9行到11行，我們?yōu)閕nt指針賦值為一個引用并把int指針賦值為void指針。void指針可以保存各種其它指針類型。大多數(shù)時(shí)候它們被用來存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。可以注意到，第11行我們打印了int和void指針的地址。它們現(xiàn)在指向了同樣的內(nèi)存地址。所有的指針都存儲了內(nèi)存地址。它們的類型只在取值時(shí)起作用。

第15到16行，我們把void指針轉(zhuǎn)換為int指針castptr。請注意這里需要顯示轉(zhuǎn)換。雖然C語言并不要求顯示地轉(zhuǎn)換，但這樣會增加代碼的可讀性。接著我們對castptr指針取值，值為1。

第19行非常有意思，在這里打印未初始化指針和NULL指針。值得注意的是，未初始化指針是有內(nèi)存地址的，而且是一個垃圾地址。不知道這個內(nèi)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(jìn)行調(diào)試，最壞的情況則會導(dǎo)致程序崩潰。

NULL指針被初始化為o。NULL是一個特殊的地址，用NULL賦值的指針指向的地址為0而不是隨機(jī)的地址。只有當(dāng)你準(zhǔn)備使用這個地址時(shí)有效。不要對NULL地址取值，否則會產(chǎn)生段錯誤。

指針和數(shù)組

C語言的數(shù)組表示一段連續(xù)的內(nèi)存空間，用來存儲多個特定類型的對象。與之相反，指針用來存儲單個內(nèi)存地址。數(shù)組和指針不是同一種結(jié)構(gòu)因此不可以互相轉(zhuǎn)換。而數(shù)組變量指向了數(shù)組的第一個元素的內(nèi)存地址。

一個數(shù)組變量是一個常量。即使指針變量指向同樣的地址或者一個不同的數(shù)組，也不能把指針賦值給數(shù)組變量。也不可以將一個數(shù)組變量賦值給另一個數(shù)組。然而，可以把一個數(shù)組變量賦值給指針，這一點(diǎn)似乎讓人感到費(fèi)解。把數(shù)組變量賦值給指針時(shí)，實(shí)際上是把指向數(shù)組第一個元素的地址賦給指針。

復(fù)制代碼代碼如下:

int myarray[4] = {1,2,3,0};

int *ptr = myarray;

printf("*ptr=%d\n", *ptr);

// 數(shù)組變量是常量，不能做下面的賦值

// myarray = ptr

// myarray = myarray2

// myarray = &myarray2[0]

第1行初始化了一個int數(shù)組，第2行用數(shù)組變量初始化了一個int指針。由于數(shù)組變量實(shí)際上是第一個元素的地址，因此我們可以把這個地址賦值給指針。這個賦值與int *ptr = &myarray[0]效果相同，顯示地把數(shù)組的第一個元素地址賦值到了ptr引用。這里需要注意的是，這里指針需要和數(shù)組的元素類型保持一致，除非指針類型為void。

指針與結(jié)構(gòu)體

就像數(shù)組一樣，指向結(jié)構(gòu)體的指針存儲了結(jié)構(gòu)體第一個元素的內(nèi)存地址。與數(shù)組指針一樣，結(jié)構(gòu)體的指針必須聲明和結(jié)構(gòu)體類型保持一致，或者聲明為void類型。

復(fù)制代碼代碼如下:

struct person {

  int age;

  char *name;

};

struct person first;

struct person *ptr;

first.age = 21;

char *fullname = "full name";

first.name = fullname;

ptr = &first;

printf("age=%d, name=%s\n", first.age, ptr->name);

第1至6行聲明了一個person結(jié)構(gòu)體，一個變量指向了一個person結(jié)構(gòu)體和指向person結(jié)構(gòu)體的指針。第8行為age成員賦了一個int值。第9至10行我們聲明了一個char指針并賦值給一個char數(shù)組并賦值給結(jié)構(gòu)體name成員。第11行我們把一個person結(jié)構(gòu)體引用賦值給結(jié)構(gòu)體變量。

第13行我們打印了結(jié)構(gòu)體實(shí)例的age和name。這里需要注意兩個不同的符號，'.' 和 ‘->' 。結(jié)構(gòu)體實(shí)例可以通過使用 ‘.' 符號訪問age變量。對于結(jié)構(gòu)體實(shí)例的指針，我們可以通過 ‘->' 符號訪問name變量。也可以同樣通過(*ptr).name來訪問name變量。

總結(jié)

希望這份簡短的概述能夠有助于了解不同的指針類型。在后續(xù)的博文中我們會探討其它類型的指針和高級用法，比如函數(shù)指針。

歡迎提出提問并給出評論。

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