概念:
指针是一种特殊的数据类型,使用它可以定义指针变量。
指针变量存储的是整型数据,代表了内存的编号,通过这个编号可以访问对应的内存。
指针的应用场景:
1、用在函数中满足不同函数间共享变量的需要
首先函数间传参是单向值传递。
有共享变量需要时,使用全局变量可能会命名冲突;使用数组比较麻烦,需要额外传递长度。
所以使用指针不失为一种好的选择,因为虽然函数之间命名空间是独立的,但是地址空间是同一个,指针可以解决共享变量的问题。
2、作为函数的参数,提升传参效率
由于函数之间传参是值传递(内存拷贝),对于字节数较多的变量,值传递的效率较低,如果传递变量的地址只需要传递4或8个字节。
3、申请堆内存,需要通过指针访问
堆内存无法像栈内存一样取名字,它不像data、bss、stack段能让变量名与内存建立联系,我们只能使用指针记录堆内存的地址来访问对应的内存。
定义指针:
定义一个指针变量:int* p=NULL;
定义多个指针变量:int *p1,*p2,*p3;
指针默认值随机,一般初始化为NULL。
赋值:
指针变量名 = 地址; //地址需要合法且有意义。
指向栈内存:
int num;
int* p = #
指向堆内存:
int* p = malloc(4);
解引用:
*指针变量名
通过指针变量中记录的内存的编号去访问对应的内存。
该过程可能会产生段错误,原因是里面存储的内存编号是非法的。
注意:访问的字节数由指针定义时类型决定,后面都不会改变。
与指针相关的概念:
1.指针数组和数组指针
指针数组:成员是指针的数组 int* arr[10];
数组指针:专门指向数组的指针 int (*arrp)[10];
2.数组名与指针区别
数组名是数组的首地址,它与数组首地址内存是映射关系,相当于特殊的指针,是常量、不可被修改,所以数组名可以解引用,指针也可以使用中括号,当成数组使用。
arr[i] == p[i] *(p+i) == *(arr+i)
3.二级指针
二级指针就是指向指针的指针,用来存储指针变量的地址。
定义:类型** 变量_二级指针变量;
赋值:变量_二级指针变量 = &指针变量;
解引用:*变量_二级指针变量 == 指针变量;
**变量_二级指针变量 == *指针变量 == 内存数据;
当需要共享指针变量时,传递指针变量的地址
4.函数指针
函数指针是用来指向函数的指针,函数名就是函数在代码段中的内存首地址。
调用函数本质上是让进程跳转到函数所在的代码段中执行二进制指令,函数指针中存储了函数的首地址,对函数指针解引用可以执行函数。
定义函数指针:
返回值 (*函数指针名)(类型1,类型2,...);
赋值: 函数指针名 = 函数名;
解引用: 函数指针名(实参); // 函数名(实参)
当函数中需要调用后面写的函数时,可以在函数的参数中提供函数指针,调用后面写的函数,这种方式叫做函数回调。
使用指针时可能遇到的问题:
1.空指针:
值为NULL的指针变量叫做空指针。(NULL一般作为一种错误标志,当一个函数的返回值是指针类型时,可以使用NULL作为函数执行出错的返回结果。)
对空指针解引用一定会产生段错误。
1、当函数的参数是指针,别人传给你的指针可能是空指针。
2、从函数获取的返回值是指针类型时,可能会返回空指针。
如何避免空指针带来的段错误?使用来历不明的指针前先做判断:比如if(NULL == p) 或 if(!p)。
注意:NULL在绝大多数系统中是0,个别是1。
2.野指针:
指向不确定的内存空间的指针叫做野指针。
对野指针解引用的后果:
1、一切正常
2、段错误
3、脏数据
野指针比空指针的危害更严重,因为它无法判断出来,而且可能是隐藏性的错误,短时间不暴露。
所有的野指针都是程序员自己制造出来的,如何避免产生野指针
1、定义指针变量时一定要初始化:int* p = NULL;
2、函数不要返回栈内存(函数内局部变量)的地址。
3、指针指向的内存被释放后,指针变量要及时置空NULL。
指针的运算
因为指针变量中存储的是整数,理论上整数可以使用的运算符它都可以使用,但是绝大多数运算符无意义的。常用的有:
指针 + n 指针+指针类型宽度*n 前进n个元素
指针 - n 指针-指针类型宽度*n 后退n个元素
指针 - 指针 (指针-指针)/指针类型宽度 计算两个指针之间间隔了多少个指针元素
(也就是说相减计算出来是字节数)
指针与const
当我们为了提高传参效率而使用指针作为函数参数时,传参效率提高了,但是变量被共享存在被修改的风险,可以使用const保护指针所指向内存。
就近原则:
const int* p; 保护指针所指向的内存不被修改
int const *p; 同上
int* const p; 保护指针变量不被修改
const int* const p; 指针变量和指针所指向内存都不能修改
int const * const p; 同上