c语言指针的基本使用

文章目录

• 1. 指针变量的定义和初始化
• 2. 指针操作
• 3. 按引用向函数传递参数
• 4. const 修饰符
• 5. sizeof 操作符
• 6. 指针表达式和指针运算
• 7. 指针数组
• 8. 函数指针

指针(pointer)是C语言中一个重点和难点，以下是对其基本使用的一些总结，适合入门的同学。除了是对自己的学习的总结之外，也希望能对大家有所帮助。

1. 指针变量的定义和初始化

与C语言其他变量类似，指针也是一种变量，只不过它与其他变量不同，一般变量是直接包含了一个特定的值，而指针是包含了一个变量的值所在的地址，也就是说，指针存储了一个变量的地址，间接地指向一个值。 与一般的变量一样，指针在使用之前也必须定义：

int *countPtr;

以上语句定义了一个 int * 类型的变量countPtr，表示countPtr是一个指向int类型变量值的指针。这样，countPtr变量将存储一个地址，这个地址是另一个int变量所在的地址。

这里需要注意的一个点是，当一个定义语句有几个变量时，每个变量前都必须加上*，如：

int *countPtr, *anotherPtr;
// int *countPtr, count; // 这样定义也是合法的，不会报错，但第二个count是int类型的变量，可能会导致逻辑错误，必须注意

一个指针必须在定义时或者在赋值语句中初始化，可以初始化成0，NULL或者一个变量的地址。0，NULL表示指针不指向任何东西（推荐使用NULL，因为使用0时还得进行类型转换）。后文讨论如何将变量的地址赋值给一个指针。

2. 指针操作

&一元操作符，取地址操作，返回操作数（必须是一个变量）的地址。例如：

int x = 3;
int *xPtr;
xPtr = &x;

以上操作将变量x的地址赋值给了指针变量xPtr，这样就说指针变量xPtr指向了变量x。 *，间接引用操作数，返回其操作数（必须是一个指针变量）指向的变量的值。例如：

printf("%d", *xPtr);

以上操作打印出了xPtr指向的变量x的值，即3。

3. 按引用向函数传递参数

我们考虑一个交换两个数的函数：

void swap(int a, int b){
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main(){
	int num1 = 1;
	int num2 = 2;
	swap(num1, num2);
	printf("a=%d, b=%d", num1, num2);
}

这似乎没有问题，但当测试之后，发现a和b并没有交换。

这是为什么呢？因为swap函数的两个参数，是按值传递的，以实参num1把自身的值传递给了形参a，a和num1是两个变量，只是他们的值相同而已，之后a的变化与num1并没有关系，且此函数中的变量在函数执行完毕之后都会被销毁，所以swap中进行的操作，并不会影响到外面，这样自然就不会产生希望看到的效果。

那要怎么实现交换两个数的函数呢？这可以通过指针来实现。 将以上代码修改为：

void swap(int* a, int* b){
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
int main(){
	int num1 = 1;
	int num2 = 2;
	swap(&num1, &num2);
	printf("a=%d, b=%d", num1, num2);
}

注意这里的两个参数类型都变成了指针，且实参使用了取地址符&，这样参数就变成了按引用传递。我们同样按以上的方式进行分析。&num1将num1的地址传递给了指针变量a，这样指针变量a就指向了num1的值，当使用*a = *b对其进行操作时，就间接改变了num1的值，num2同理。

4. const 修饰符

用const修饰的变量表示常量，即一旦初始化之后不可再次更改。可以使用const修饰符对指针变量进行修饰，但放在不同位置中表示不同的含义。如：

• const int *iPtr; 表示指向的数据为常量，不可更改，但可以改变指针的地址值：
• int * const iPtr; 表示指针地址为常量，不可更改，但可以改变指针指向的数据的值。
• const int * const iPtr; 表示指针地址和指向的数据都为常量，都不可更改。

5. sizeof 操作符

sizeof 是一个编译时的操作符，可以操作变量名，类型或者值，计算字节数。 注意其对数组、指针和一般变量的差别。

（以下用了c++语法，可不用在意，只需看sizeof部分）

#include <iostream>

using namespace std;

int main(){
	int i;
	int array[20];
	int *intPtr = array;
	double *doublePtr; 
	
	// 一般变量 
	cout << sizeof i; // 4（只有一个单词时可以不用加括号（也可以加） 
	// 数组 
	cout << sizeof(array); // 20 * 4 = 80
	// 指针 
	cout << sizeof(intPtr); // 8
	cout << sizeof(doublePtr); // 8
	// 类型 
	cout << sizeof(long int); // 4
	// 值 
	cout << sizeof 1.1; // 8
} 

6. 指针表达式和指针运算

可以对指针进行加减运算，但与一般的加减运算不同，对指针的加减 n 会加减指针所指向的类型所占用的字节数的 n 倍。这种运算的作用在于对数组进行遍历等操作，离开数组对指针进行这样的操作是没有太大意义的。 指针与指针之间的运算也是同样的道理。

int array[20] = {0};
int *ptr = array;
for(int i = 0; i < 20; i++){
	cout << ptr[i]; // 指针跟数组一样也能使用下标操作
}
for(int i = 0; i < 20; i++){ // 遍历数组 
	cout << *(ptr++);
}
int* ptr1 = &array[0];
int* ptr2 = &array[4];
cout << ptr2 - ptr1; // 4
if(ptr1 != ptr2){
	cout << "地址不同";
}

7. 指针数组

char *strings[2] = {"hello", "world"};

首先，从定义中的[2]可看出这是一个数组，这个数组的每个元素是什么类型的呢？char *告诉了我们。所以这是一个大小为两个元素的数组，每个元素都是char *类型的，两个元素分别初始化为"hello"和"world"。 那么strings[0]就是"hello"，strings[1]就是"world"。 strings[0][0]就是"hello"的第一个字符‘h’，以此类推。

8. 函数指针

函数指针指向了函数的首地址。 int (*compare)(int a, int b) 细节待续。