编程基础-c语言中指针、sizeof用法总结

1、指针

学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针，可以简化一些 C 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。所以，想要成为一名优秀的 C 程序员，学习指针是很有必要的。

正如您所知道的，每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址：

    int  var1;
    char var2[];

    printf("var1 变量的地址： %p\n", &var1  ); // var1 变量的地址： 0038FB78
    printf("var2 变量的地址： %p\n", &var2  ); // var2 变量的地址： 0038FB64

通过上面的实例，我们了解了什么是内存地址以及如何访问它。接下来让我们看看什么是指针。

什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：

type *var-name;

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;     /* 一个字符型的指针 */

所有实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，对应指针的值的类型都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。

不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

如何使用指针？

使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 *来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作：

    int  var = ;   /* 实际变量的声明 */
    int  *ip;        /* 指针变量的声明 */

    ip = &var;  /* 在指针变量中存储 var 的地址 */

    printf("Address of var variable: %p\n", &var  ); // Address of var variable: 0045FBC0

    /* 在指针变量中存储的地址 */
    printf("Address stored in ip variable: %p\n", ip ); // Address stored in ip variable: 0045FBC0

    /* 使用指针访问值 */
    printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip ); // Value of *ip variable: 20

C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序：

    int  *ptr = NULL;

    printf("ptr 的地址是 %p\n", ptr  ); // ptr 的地址是 00000000

在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是操作系统保留的。然而，内存地址 0 有特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例，如果指针包含空值（零值），则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示：

if(ptr)     /* 如果 p 非空，则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空，则完成 */

2、C 指针的算术运算

C 指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

假设 ptr 是一个指向地址 1000 的整型指针，是一个 32 位的整数，让我们对该指针执行下列的算术运算：

ptr++

在执行完上述的运算之后，ptr 将指向位置 1004，因为 ptr 每增加一次，它都将指向下一个整数位置，即当前位置往后移 4 个字节。这个运算会在不影响内存位置中实际值的情况下，移动指针到下一个内存位置。如果 ptr 指向一个地址为 1000 的字符，上面的运算会导致指针指向位置 1001，因为下一个字符位置是在 1001。

递增一个指针

我们喜欢在程序中使用指针代替数组，因为变量指针可以递增，而数组不能递增，数组可以看成一个指针常量。下面的程序递增变量指针，以便顺序访问数组中的每一个元素：

    int  var[] = {, , };
    int  i, *ptr;

    /* 指针中的数组地址 */
    ptr = var;
    for ( i = ; i < ; i++)
    {

        printf("存储地址：var[%d] = %x\n", i, ptr );
        printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );

        /* 移动到下一个位置 */
        ptr++;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

存储地址：var[] = 45fc10
存储值：var[] =
存储地址：var[] = 45fc14
存储值：var[] =
存储地址：var[] = 45fc18
存储值：var[] = 

递减一个指针

同样地，对指针进行递减运算，即把值减去其数据类型的字节数，如下所示：

    int  var[] = {, , };
    int  i, *ptr;

    /* 指针中最后一个元素的地址 */
    ptr = &var[];
    for ( i = ; i > ; i--)
    {

        printf("存储地址：var[%d] = %x\n", i-, ptr );
        printf("存储值：var[%d] = %d\n", i-, *ptr );

        /* 移动到下一个位置 */
        ptr--;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

存储地址：var[] = 3cfb30
存储值：var[] =
存储地址：var[] = 3cfb2c
存储值：var[] =
存储地址：var[] = 3cfb28
存储值：var[] = 

指针的比较

指针可以用关系运算符进行比较，如 ==、< 和 >。如果 p1 和 p2 指向两个相关的变量，比如同一个数组中的不同元素，则可对 p1 和 p2 进行大小比较。

下面的程序修改了上面的实例，只要变量指针所指向的地址小于或等于数组的最后一个元素的地址 &var[MAX - 1]，则把变量指针进行递增：

    int  var[] = {, , };
    int  i, *ptr;

    /* 指针中第一个元素的地址 */
    ptr = var;
    i = ;
    while ( ptr <= &var[] )
    {

        printf("Address of var[%d] = %x\n", i, ptr );
        printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr );

        /* 指向上一个位置 */
        ptr++;
        i++;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Address of var[] = 3af950
Value of var[] =
Address of var[] = 3af954
Value of var[] =
Address of var[] = 3af958
Value of var[] = 

3、C 指针数组

先让我们来看一个实例，它用到了一个由 3 个整数组成的数组：

    int  var[] = {, , };
    int i;

    for (i = ; i < ; i++)
    {
        printf("Value of var[%d] = %d\n", i, var[i] );
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var[] =
Value of var[] =
Value of var[] = 

可能有一种情况，我们想要让数组存储指向 int 或 char 或其他数据类型的指针。下面是一个指向整数的指针数组的声明：

int *ptr[MAX];

在这里，把 ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整数指针组成。因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。下面的实例用到了三个整数，它们将存储在一个指针数组中，如下所示：

    int  var[] = {, , };
    int i, *ptr[];

    for ( i = ; i < ; i++)
    {
        ptr[i] = &var[i]; /* 赋值为整数的地址 */
    }
    for ( i = ; i < ; i++)
    {
        printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr[i] );
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var[] =
Value of var[] =
Value of var[] = 

您也可以用一个指向字符的指针数组来存储一个字符串列表，如下：

    const char *names[] = {
                    "Zara Ali",
                    "Hina Ali",
                    "Nuha Ali",
                    "Sara Ali",
    };
    int i = ;

    for ( i = ; i < ; i++)
    {
        printf("Value of names[%d] = %s\n", i, names[i] );
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of names[] = Zara Ali
Value of names[] = Hina Ali
Value of names[] = Nuha Ali
Value of names[] = Sara Ali

问题：指向字符的指针数组来存储一个字符串列表 不明白为什么前面定义的是指针，到后面输出 names[i] 没有* ？？？？

回答1：printf里用%s控制是要输出字符串，输出字符串对应的变量是字符串指针，names[]中就是字符串指针，为啥还要加*？加了*就是取字符串的内容，而这内容就是字符串第一个字符而不是整个字符串——因为C规定输出字符串时(就是用%s控制时)，对应变量那里只写字符串第一个字符的指针就可以了，printf会在%s的控制下一个字符一个字符地把字符串中的字符依次输出到屏幕上，直到遇到'\0'时停止。

回答2：printf对%s占位符有特殊处理，遇见该占位符时，将从后面参数中给出的字符指针指向的字符开始，逐个遍历输出字符，直到遇到结束标记'\0'。

4、C 指向指针的指针

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

一个指向指针的指针变量必须如下声明，即在变量名前放置两个星号。例如，下面声明了一个指向 int 类型指针的指针：

int **var;

当一个目标值被一个指针间接指向到另一个指针时，访问这个值需要使用两个星号运算符，如下面实例所示：

    int  var;
    int  *ptr;
    int  **pptr;

    var = ;

    /* 获取 var 的地址 */
    ptr = &var;

    /* 使用运算符 & 获取 ptr 的地址 */
    pptr = &ptr;

    /* 使用 pptr 获取值 */
    printf("Value of var = %d\n", var );
    printf("Value available at *ptr = %d\n", *ptr );
    printf("Value available at **pptr = %d\n", **pptr);

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var =
Value available at *ptr =
Value available at **pptr = 

5、C 传递指针给函数

C 语言允许您传递指针给函数，只需要简单地声明函数参数为指针类型即可。

下面的实例中，我们传递一个无符号的 long 型指针给函数，并在函数内改变这个值：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

void getSeconds(unsigned long *par);

int main ()
{
   unsigned long sec;

   getSeconds( &sec );

   /* 输出实际值 */
   printf("Number of seconds: %ld\n", sec );

   return ;
}

void getSeconds(unsigned long *par)
{
   /* 获取当前的秒数 */
   *par = time( NULL );
   return;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Number of seconds :

能接受指针作为参数的函数，也能接受数组作为参数，如下所示：

#include <stdio.h>

/* 函数声明 */
double getAverage(int *arr, int size);

int main ()
{
   /* 带有 5 个元素的整型数组  */
   int balance[] = {, , , , };
   double avg;

   /* 传递一个指向数组的指针作为参数 */
   avg = getAverage( balance,  ) ;

   /* 输出返回值  */
   printf("Average value is: %f\n", avg );

   return ;
}

double getAverage(int *arr, int size)
{
  int    i, sum = ;
  double avg;          

  for (i = ; i < size; ++i)
  {
    sum += arr[i];
  }

  avg = (double)sum / size;

  return avg;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Average value is: 214.40000

6、C 从函数返回指针

我们已经了解了 C 语言中如何从函数返回数组，类似地，C 允许您从函数返回指针。为了做到这点，您必须声明一个返回指针的函数，如下所示：

int * myFunction()
{
.
.
.
}

另外，C 语言不支持在调用函数时返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

现在，让我们来看下面的函数，它会生成 10 个随机数，并使用表示指针的数组名（即第一个数组元素的地址）来返回它们，具体如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h> 

/* 要生成和返回随机数的函数 */
int * getRandom( )
{
   static int  r[];
   int i;

   /* 设置种子 */
   srand( (unsigned)time( NULL ) );
   for ( i = ; i < ; ++i)
   {
      r[i] = rand();
      printf("%d\n", r[i] );
   }

   return r;
}

/* 要调用上面定义函数的主函数 */
int main ()
{
   /* 一个指向整数的指针 */
   int *p;
   int i;

   p = getRandom();
   for ( i = ; i < ; i++ )
   {
       printf("*(p + [%d]) : %d\n", i, *(p + i) );
   }

   return ;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) :
*(p + []) : 

在计算机科学中，指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向（points to）存在电脑存储器中另一个地方的值。

由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。

7、sizeof是c语言中用来求字节运算符。

sizeof用来求一个对象(类型，变量，……)所占的内存大小(以字节为单位)。

sizeof(x)

typeof(x)

sizeof( typeof(x) )

不管你x是否存在，我(sizeof)只关心你的(x)的类型，

然后求这个类型应该占的字节大小。

x 可以是变量，数组，类型，表达式，……。只要x的类型是确定的。

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