万字完整版【C语言】指针详解~

03-11 1260阅读

一、前言

初始指针（0）：着重于讲解指针的概念、基本用法、注意事项、以及最后如何规范使用指针
深入指针（1）：讲解指针变量常见的类型，如何去理解这些类型、最后就是如何正确的使用
深入指针（2）：讲解指针较为高阶的用法，理解难度中度
深入指针（3）：在（2）的基础上，再讲解其余指针类型的高级用法，理解难度偏难
深入指针（4）：指针相关的题目、及答案。理解难度中度
二、初识指针（0）

1.内存与地址
- CPU(中央处理器)，需要向内存读取数据，处理完数据后，还需要将数据放回到内存中，那CPU是如何从内存找到他自己想要的数据呢？
- 现实中，我们去向宾馆申请一间房间，前台的服务人员，会给我们找出一间闲置的空间供给我们使用，并返回给我们一个房卡。那她是如何快速的找到一间闲置的空间呢？那是因为每一间闲置的空间都有编号。当我们不用的时候，她们就会收回这间屋子的使用权。
- 我们将CPU抽象为前台服务人员，把内存抽象为宾馆的房子，把CPU读取数据抽象为去宾馆申请房子，把CPU返回数据抽象为收回这间屋子的使用权......
- 我们就可以推断出，内存也被划分了很多个内存单元，每一个内存单元有自己的专属编码
- 结论：内存被划分为很多个大小为一个字节的内存单元，每一个内存单元都有相对应的内存编码，内存编码又叫做地址。CPU处理数据的时候，则是根据地址去找到所需的数据。
  2.指针变量与地址
  - 有时候，我们自己要处理数据的时候，也必不可少要用到地址，所以C语言允许我们获得变量的地址，并使用地址，或者通过地址找到该数据，进行使用。
  - C语言规定了一个指针变量，专门用来存储数据地址，并且有两个操作符(取地址操作符&，解引用操作符*)。
  - 下面是其简单的使用：
  - 结论：内存单元编码 == 地址 == 指针
    3.指针类型的刨析
    
    i.指针的理解
    - (type) * p;
    - p ->p是一个变量
    - * ->变量p前面的(*),说明它是一个指针类型的变量
    - type->说明了指针变量p,所指向对象的类型
    - ii.指针在空间的大小
      - 了解过音乐的都知道，音乐有这几个音阶（do、re、mi、fa、sol、la、si），在钢琴制作的时候，也没有把哪个键标记下音阶，那演奏家是如何找到音阶的吗？那是因为音阶的分布是被死规定过的，且是公认的，无论哪几种钢琴，它的音阶所在按键位置是不变的。
      - 事实上，内存单元的编号也被按照某种标准的规定所设定，计算机中存在地址线，正电流表示二进制1，负电流表示二进制0；在32位平台上，由32根地址线的表示一个内存单元的地址，也就是一个整型，在64位平台上，由64根地址线的表示一个内存单元的地址，也就是两个整型。
      - (int)类型在内存中占据4个字节，但我们取它地址的时候，常用第一个内存单元的地址，作为该int类型的地址。
      - 小结：在32位平台上，地址由32比特位构成，也就是1个(int)类型的大小，4个字节；在64位平台上，地址由64位比特位构成，也就是2个(int)类型的大小，8个字节。无论什么类型的指针，只要是用来存放地址的，其指针类型的字节大小只与平台有关->（4/8）。
      - iii.指针类型有什么用？
        
        这里我就不卖关系了，直接告诉你们结论：
        指针类型决定着，指针变量解引用后所能操作的空间。
        指针类型决定着，指针变量+/-n个整数后，指针的地址变化的字节(为指针所指向对象的类型在内存空间占用字节大小的n倍)。
        4.const修饰指针
        
        关键字const的作用：
        使变量，具有常量属性->其变量所存储的数据，不可被修改（但它仍算是变量，并非我们常说的常量）
        const在(*)的左边，const修饰的是指针变量所指向的对象不能够被修改。
        const在(*)的右边，const修饰的是指针变量所存储的地址不能够被修改。
        5.指针的运算
        
        i.指针+/-整数
        
        指针 +/- 整数(n) = 指针当前的值 +/- n*(指针所指向对象的类型在内存中所占用的字节大小)
        ii.指针-指针
        
        在我日常生活都会用到日期，月份 +/- 天数 = 月份；月份 - 月份 = 天数。
        如果我们把月份抽象为指针，把整数(n)抽象为天数。我们就能推测出指针 - 指针 = 此整数(n);n的意义是:两个指针之间元素的个数。
        注：两个指针必须指向同一块空间，比如一个一维数组，一个指针指向数组的首元素，另一个指针指向数组的末元素，结果就是数组的元素的个数。就好比农历的月份 - 阳历的月份没有意义。
        iii.指针的关系运算
        
        指针的关系运算很好理解，就是指针之前可以进行（,