一、指针基础
变量有两种访问方式：
- 直接访问，通过变量名访问
- 间接访问，通过指针访问
1.什么是指针
用于专门存储地址的变量就是指针变量，通常简称指针。
64为系统使用64位表示地址，所以其指针占用8字节。
32位系统使用32位表示地址，其指针占用4字节。
2.指针的定义
一般格式：
数据类型 *标识符 = 地址;
int *num = &a;
下面的写法都是合法的：
int *num = &a;
int* num = &a;
int * num = &a;
3.&和*
&为取地址运算符。*为取值运算符，作用是取出指针指向的内存地址处的数据值。
int a = 1;
int *num = &a;
printf("%d", *num);
二、指针运算
1.指针加减
指针与整数加减表示指向的地址的位移对应的数据单位，移动多少与指针数据类型有关。
比如int *p = &a;，p+1表示地址加4，p-1表示地址减4。
2.同类型指针相减
同类型指针相减结果表示地址相差多少个数据单位。高位地址减去低位地址，返回的是正值；低位地址减去高位地址，返回的是负值。
同类型指针相减的结果是一个 ptrdiff_t 类型数据，ptrdiff_t 类型是一个带符号的整数，格式输出中对应的格式占位符是 %td
3.指针比较
指针比较是直接比较其指向地址的大小，返回的是int类型1或0。
三、指针和数组
1.数组名
- 数组名在大多数情况下会隐式的转换为第一个元素的指针(唯独sizeof的时候不会转换)。基本可以当成指针，具有指针的大部分特性。
arr[i]是语法糖，本质就是*(arr+i)的简写。
数组名和指针的区别：
- 数组名表示符常量，不能改变；指针可以改变。
sizeof 数组名得到的是整个数组的大小;sizeof 指针得到的是指针的大小。
#include <stdio.h>
int print(int arr[])//形参也为地址！
{
printf("%zu\n", sizeof arr);//8
}
int main()
{
int arr[3] = {1,2,3};
int (*p)[3] = arr;
printf("%zu\n", sizeof arr);//12
printf("%p\n", arr);//地址
printf("%p\n", p);//地址
return 0;
}
2.指针数组
指针数组是一个数组，其每一个元素为指针。
数据类型 *指针数组名[长度];
int *arr[3] = {&a,&b,&c};
3.数组指针
数组指针是一个指针，其指向一个数组的地址。注意，数组指针指向的是整个数组的地址而不是第一个元素的地址。
数据类型 (*数组指针名)[长度];
int (*p)[3] = &arr;
上面的数组指针一个单位数据长度为12，所以p+1表示地址+12。
4.字符指针
字符指针变量（简称字符指针）是C语言中的一种指针类型，它用于指向字符或字符串（字符数组），通常用于处理字符串（字符数组）。
char *pStr= "hello tom";
指向字符串字面量常量的字符指针的特点：
- 相对于字符数组名，字符指针可以修改指针，指向新的字符串。
- 不能通过下标修改某个字符。
- 字符指针不能接收scanf输入的字符串。
总结：
int arr[5] = {10,20,30,40,50}; // arr 数组名
int *ptr = arr; // ptr 显式定义的首元素指针
int (*arr_ptr)[5] = &arr; // arr_ptr 是数组指针
| 标识符 | 性质 | 数据类型 | sizeof 计算结果 | +1 的值 | * 取值（解引用） | 能否重新赋值(可变性) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| arr | 数组名 | int [5] | 整个数组的大小 | 第二个元素地址 | 首元素值 | 否 |
| ptr | 首元素指针 | int * | 地址大小 | 第二个元素地址 | 首元素值 | 是 |
| arr_ptr | 数组指针 | int (*)[5] | 地址大小 | 数组后面地址（越界） | 数组名（首元素地址） | 是 |
四、指针和函数
1.指针传递
- 传递非地址类型作为形参，实参会拷贝数据传递给形参，两个独立的数据。
- 传递地址类型作为形参，函数内修改地址对应的数据，外部也会修改。
void fn(int arr[]);//arr为地址
函数参数为数组，其传递过来的形参为地址！
2.指针函数
函数的返回值是一个指针，这样的函数称为指针函数。
char *strlong(char *str1, char *str2)
{
if (strlen(str1) >= strlen(str2))
{
return str1;
}
else
{
return str2;
}
}
指针函数返回的不能是局部变量的地址，因为其函数结束是就销毁。如需要可以返回静态局部变量的地址。
3.函数指针
是一个指针，指向一个函数。
函数名、&函数名、*函数名 都可以获取到函数代码的地址，都可以调用函数。
返回类型 (*函数指针名)(参数列表);
int max()
{
...
}
int (*p)(int, int) = &max;
...
max();*max();&max();
p();*p();
4.回调函数
函数指针可以作为某个函数的参数来使用的，回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。
void initArray(int *array, int arraySize, int (*f)())
{
for (int i = 0; i < arraySize; i++)
{
array[i] = f();
}
}
int main()
{
int myarray[10];
// rand 是系统函数，会返回一个随机整数，位于 <stdlib.h> 标准库中
initArray(myarray, 10, rand);
}
5. 指针常量/常量指针
-
指针常量：即是指针，又是常量。表示指针定义后其值不能变。
int * const num = &a; -
常量指针：指向常量的指针。
const int *num = &b;//b可以不是常量，但通过num不能对其修改 int const *num = &c;
五、多级指针
指向指针的指针。数组指针、二维数组都是多级指针。
int *p = #
int **p2 = &p;
六、空指针
- 赋值为
NULL值的指针称为空指针，NULL 是一个定义在标准库 <stdio.h>中的值为零的宏常量。 - 声明指针变量的时候，如果没有确切的地址赋值，为指针变量赋一个NULL 值是好的编程习惯。
- 空指针不能被解引用。
int *p = NULL;
七、野指针
野指针就是指针指向的位置是不可知。
造成野指针的原因：
- 悬空指针（指针没有初始化）
- 指针越界
- 指向已被释放的内存空间（函数调用结束销毁局部变量）
八、指针使用一览
| 变量定义 | 类型表示 | 含义 |
|---|---|---|
| int i | int | i是一个整型变量。 |
| int *p | int * | p 是一个指向整型数据的指针 |
| int a[5] | int[5] | a 是一个5个元素的整型数组。 |
| int *p[4] | int *[4] | p 是一个指针数组，每个元素都是指向整型数据的指针。 |
| int (*p)[4] | int (*)[4] | p 是一个数组指针，指向一个4个元素的整型数组。 |
| int f() | int () | f是一个返回整型数据的函数 |
| int *f() | int *() | f是一个指针函数，返回指向整数数据的指针。 |
| int (*p)() | int (*)() | p 是一个函数指针，指向一个返回整型数据的函数。 |
| int **p | int ** | p是一个指向指针的指针。 |
