【C语言】初学者了解 指针 及应用

1.初识指针

在C语言中，指针是一种非常重要且强大的概念，它可以让我们直接访问和操作内存中的数据。理解和运用指针是C语言编程中的重要一环，能够帮助我们更灵活地操作内存和数据，提高程序的效率和灵活性。

指针是一个变量，其值为内存地址，即指向另一个变量的地址。

1.1地址和内存

我们知道计算的CPU（中央处理器）在处理数据的时候，需要的数据是在内存中读取的，处理后的数据也会放回内存中，那这些内存空间如何⾼效的管理呢？

其实内存会将自己划分为一个个的内存单元，每个内存单元的大小是1个字节。

1 byte = 8 bit

1 字节 = 8 比特位

1个比特位中可以存储1个2进制中的0或1

 在计算机中，我们把内存单元的编号称为地址，

而在C语言中，地址有了一个新的名字：指针！

一般的，通过使用 * 符号来声明指针，例如

 int *ptr; 

表示声明了一个指向整数类型的指针。

1.2指针变量与取地址操作符 &

在C语言中，创建变量其实就是在向内存申请空间，例如上图中，a是一个整形int变量，那么它会向内存申请4个字节，每一个字节都对应着一个地址。

&运算符表示获取变量的地址，例如&a表示变量a的地址。

&a取出的是变量a所占的4个字节中地址较小的字节的地址。

1.3指针变量与解引用操作符 *

通过取地址操作符(&)拿到的地址是⼀个数值，⽐如：0x006FFD70，这个数值有时候也是需要

存储起来，⽅便后期再使⽤的，那我们把这样的地址值存放在哪⾥呢？

答案是：指针变量中。

int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;//将a的地址放进指针变量pa中
	return 0;
}

指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。

这⾥pa左边写的是 int* ， * 是在说明pa是指针变量，⽽前⾯的 int 是在说明pa指向的是整型(int)

类型的对象。

上⾯代码中就使⽤了解引⽤操作符， *pa 的意思就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，

*pa其实就是a变量了；所以*pa=0，这个操作符是把a改成了0。

这⾥把a的修改通过指针交给了pa来操作，这样对a的修改，就多了⼀种的途径，写代码就会更加灵活。

2.指针运算

指针可以进行加减运算，移动到相邻的内存位置。

指针也可以比较大小，判断两个指针是否指向同一块内存区域。

2.1指针 + - 整数 

数组在内存中是连续存放的，因此我们只需要知道第一个元素的地址，就能找出所有的元素。

 通过指针定位数组元素，让指针起始位置指向数组开头，通过*（p + i）的循环来使指针每次循环后移一位，实现打印数组。原理如下：

2.2指针 - 指针 

int my_strlen(char* s)
{
	char* p = s;
	while (*p != '\0')
	{
		p++;
	}
	return p - s;
}
int main()
{
	printf("%d\n", my_strlen("abcdefg"));
	return 0;
}

这段代码的作用是模拟strlen函数计算字符串的长度，并输出结果。在 my_strlen 函数中，通过接收一个指向字符数组的指针作为参数，在循环中逐个移动指针直到遇到字符串结束符 \0，然后返回指针 p 减去初始指针 s 的值，即字符串的长度。

在 main 函数中，调用 my_strlen 函数并将字符串常量 "abcdefg" 作为参数传递给该函数，最终打印出字符串的长度。因为字符串 "abcdefg" 的长度是7，所以程序输出的结果应该是 7。

3.野指针 

野指针是程序设计中的一个术语，是指向不确定的内存地址的指针。这种情况通常发生在指针变量没有被初始化时。使用野指针可能会导致不可预测的行为，包括程序崩溃、数据损坏等严重问题。因此，在编程时需要特别注意避免野指针的出现。

3.1野指针的成因

3.1.1指针未初始化

#include 
int main()
{
int *p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
*p = 20;
return 0;
}

可以看到：使用了未初始化的局部变量"p"，此时指针变量中存储的地址是随机的，可以指向任何位置。环境报错。

3.1.2指针越界访问

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* p = &arr[0];
	int i = 0;
	for (i = 0; i