08 C语言指针

1、取地址运算

1. 取地址运算符 & 是一元运算符，用于返回一个变量或对象在内存中的地址。例如，如果有一个名为x的变量，那么&x将返回x在内存中的地址。除了对变量进行取地址运算，还可以对指针变量进行取地址运算，得到指针变量本身的地址。例如，如果有一个名为p的指向int类型变量的指针变量，那么&p将返回p在内存中的地址。
2. 取地址运算符 & 只能对具有内存地址的变量进行操作，因为只有变量才会在内存中占用一定的空间，才能有地址。因此，不能对常量、表达式、函数名等进行取地址运算。
3. 取出来的地址大小取决于编译器和处理器的架构。在32位系统中，地址通常是4字节长，而在64位系统中，地址通常是8字节长。在一些嵌入式系统中，地址可能只有2字节或更少。
4. 为了打印地址，可以使用 %p 格式化字符，例如：printf(“The address of x is %p”, (void*)&x); 在使用%p格式化字符打印地址时，需要将地址强制转换为void指针类型，这是因为%p只接受void指针类型的参数。
5. 在内存中，变量地址是按照从低地址到高地址的顺序分布的，自底向上分布。数组名是数组首个元素的地址，而相邻的数组元素的地址之间相差一个数据类型的大小。例如，如果一个整数数组的第一个元素的地址为0x1000，那么第二个元素的地址为0x1004（如果是32位系统），第三个元素的地址为0x1008，以此类推。指针变量也是如此，指针变量在内存中的地址也是按照从低地址到高地址的顺序分布的，自底向上分布。

2、指针变量

1. int *p 的含义是 p 是一个指向 int 类型变量的指针变量，而不是指针存放的地址是 int 类型。
2. 指针变量存储的值是一个内存地址，它指向一个具有有效值的普通变量。
3. 当一个指针被解引用时，使用指针所指向的地址读取或写入该地址中存储的值。
4. * 作为一元运算符，可以用于访问一个指针变量所指向地址中存储的值。作为左值进行赋值时，可以修改指针变量所指向地址中存储的值。
5. & 运算符可以取出一个变量的内存地址，而 * 运算符可以通过一个指针变量访问该地址中存储的值。它们是相互关联的操作，但并不是相互反作用的。

3、指针的应用场景

1、交换两个变量。

2、函数返回值不止一个；传入的参数就是需要保存带回来的结果。

2、函数返回运算状态，结果用指针返回。

指针必须指向一个变量，否则直接访问会对不明确的地址进行访问，会有严重错误。

4、指针与数组

1、在函数的参数列表里面，数组int a[] == int * == int *a，但是可以通过[]进行数组运算。

2、数组变量是const指针，所以无法把一个数组直接赋值给另一个数组，因为数组变量存放的地址是数组首个变量的地址，为常量不可以修改。

3、[]和*符号可以对数组进行操作，可以对指针进行操作。

5、指针与const

1、指针本身可以是const，变量本身也可以是const

2、* const 表示的是指针是const，*const p = q说明，p当中只能是q的地址，不可被修改。类似于数组a[10]当中，a[]和a表达的是 * const ，指针常量不可修改

3、const *表示不可以通过指针去改变变量，但指针所指的变量不会变成const

4、传参数的时候可以使用const*避免变量被修改。

5、const int a[10]，表面数组的每个变量都是const，所以必须初始化才能赋值。

6、在传参数的时候防止数组被破坏，可以将数组参数设置为const。

6、指针计算

1. *p++ 这个表达式会先取出指针 p 指向的地址上的值，然后将指针 p 加上它指向的数据类型的大小，指向下一个地址。例如，如果 p 是一个 int 类型的指针，那么 *p++ 将会先取出 p 所指向地址上的 int 值，然后将 p 加上 sizeof(int)，指向下一个 int 类型的地址。
2. 两个指针相减得到的是它们之间相差的地址数量，也就是它们之间隔了多少个数据类型大小的空间。例如，如果 p1 和 p2 都是 int 类型的指针，那么 p2 - p1 的结果将是两个指针之间隔了多少个 int 类型的大小。这个值通常被称为指针之间的偏移量。
3. *p++ 表达式的执行过程是先取出 p 所指向地址上的值，然后将 p 加上它指向的数据类型的大小，指向下一个地址。因此，*p++ 的结果是取出 p 所指向地址上的值。这个表达式实际上等价于 *(p++)。
4. 不同类型的指针之间不能相互赋值，这是因为不同类型的指针所指向的内存结构是不同的。即使它们的地址大小相同，它们指向的数据类型也可能不同，因此在使用指针的时候需要格外小心，避免出现类型不匹配的问题。

7、动态内存分配

1. 数组动态申请内存int *p =(int *)malloc(sizeof(int) * n) 这行代码的意思是，申请一个长度为n的int类型数组，p指向这段内存的首地址。由于malloc返回的是void类型指针，需要进行强制类型转换。
2. 动态申请的内存是字节为单位的。 malloc函数申请的内存是以字节为单位的，因此需要通过sizeof运算符计算需要申请的字节数。
3. 如果申请失败了，返回的是0 如果内存申请失败，malloc函数会返回一个NULL指针。因此，我们需要在申请内存后检查返回值是否为NULL，以确定是否申请成功。
4. 申请完地址，需要free，malloc和free参数需要一致。 在动态内存分配中，申请到的内存空间需要手动释放。使用free函数可以释放已申请的内存。需要注意的是，释放内存时需要确保指针参数与申请内存时返回的指针参数一致，否则会出现不可预料的问题，甚至导致程序崩溃。