指针
1.指针变量
理解指针的第一步是在机器级上观察指针表示的内容。大多数现代计算机将内存分割为字节，每个字节可以存储8位的信息。
每个字节都有唯一的地址，用来和内存中的其他字节相区别。如果内存中有n个字节，那么可以把地址看作0~n-1的数。
可执行程序由代码（原始C程序中与语句对应的机器指令）和数据（原始程序中的变量）两部分构成。程序中的每一个变量占有一个或多个字节内存，把第一个字节的地址称为变量的地址。下图中，变量i占有地址位2000和2001的两个字节，所以变量i的地址是2000；
而这就是指针的出处。虽然用数表示地址，但是地址的取值范围可能不同于整数的范围，所以一定不能用普通整型变量存储地址。但是，可以用特殊的指针变量存储地址。用指针变量p存储变量i的地址时，我们说p“指向”i。换句话说，指针就是地址，而指针变量就是存储地址的变量。
本书的例子不再把地址显示为数，而是采用更加简单的标记。为了说明指针变量p存储变量i的地址，把p的内容显式位指向i的箭头：
1.1 指针变量的声明
- 对指针变量的声明对普通变量的声明基本一样，唯一的不同就是必须在指针变量名字前放置星号:
- int * p;
- 上述声明说明p是指向int类型对象的指针变量。这里我们用术语对象来代替变量，是因为p可以指向不属于变量的内存区域。
- 指针变量可以和其他变量一起出现在声明中：
- int i,j,a[ ],b[ ], p,q;
- 在这个例子中，i和j都是普通整型变量，a和b是整型数组，而p和q是指向整型对象的指针。
- C语言要求每个指针只能指向一种特定类型的对象：
- int *p；
- double *q;
- char *r;
- 至于引用类型是什么类型则没有限制。事实上，指针变量甚至可以指向另一个指针，即指向指针的指针。
2. 取地址运算符和间接寻址运算符
为使用指针，C语言提供了一对特殊设计的运算符。为了找到变量的地址，可以使用&（取地址）运算符。如果x是变量，那么&x就是x在内存中的地址。为了获得对指针所指向对象的访问，可以使用 （间接寻址）运算符。如果p是指针，那么 p表示p当前指向的对象。
2.1 取地址运算符
声明指针变量是为指针留出空间，但是并没有把它指向对象：
- int * p；
在使用前初始化p是至关重要的。一种初始化指针变量的方法是使用&运算符把某个变量的地址赋给它，或者更常采用左值：
int i， * P;
……
p = &i; - 上述是一个简单的例子，通过把i的地址赋值给变量p的方法，上述语句把P指向了i：
- 在声明指针变量的同时对它进行初始化时可行的：
- int i;
- *int p = &i;**
- 甚至可以把i的声明和p的声明合并，但是需要首先声明i：
- *int i， p = &i；**
2.2 间接寻址运算符
一旦指针变量指向了对象，就可以使用 * 运算符访问存储在对象中的内容。例如，如果p指向i，那么可以显示出i的值，如下所示：
- *printf("%d\n", p);**
- printf将会显示i的值，而不是i的地址。
-
习惯于数学思维的读者可能希望把 想象成&的运算。对变量使用&运算符产生指向变量的指针，而对指针使用 运算符则可以返回到原始变量。
-
j = * &i;
-
只要p指向i， p就是i的别名。 p不仅拥有和i相同的值，而且对 p的改变也会改变i的值。（ p是左值，所以对它赋值是合法的。）下面的例子说明了 * p和i的等价关系，这些图显示了在计算中不同的点上P和i的值。
-
p = &i;
-
-
i = 1;
-
-
printf("%d\n",i); //打印1
-
*printf("%d\n", p);** //打印1
-
*p = 2；
-
- - printf("%d\n",i); //打印2
- *printf("%d\n", p);** //打印2
Notice：
不要把间接寻址运算符用于未初始化的指针变量。如果指针变量p没有初始化，那么试图使用p的值会导致未定义的行为，如下：
int *p;
printf("%d",,*p); /wrong给 *p赋值尤其危险。如果p恰好具有有效的内存地址，下面赋值会试图修改存储在该地址的数据：
int *p;
*p = 1; /wrong- 如果上述赋值改变的内存单元属于该程序，那么可能会导致出乎意料的行为；如果改变的内存单元属于操作系统，那么很可能会导致系统崩溃。编译器可能会给出警告消息，告知p未初始化，所以请留意收到的警告消息。
3. 指针赋值
C语言允许使用赋值运算符进行指针的复制，前提是两个指针具有相同的类型。假设i，j，p和q声明如下：
- int i，j， p， q；
语句：
- p = &i;
- 这条语句是把P的内容（即i的地址）复制给了q，效果是把q指向了P所指的地方。
这里不太好描述，直接上图
4. 指针作为参数
到目前为止，我们回避了一个十分重要的问题：指针对什么有益呢？因为C语言中指针有几个截然不同的应用，所以此问题没有唯一的答案。在本节中，我们将看到如何把指向变量的指针用作函数的参数。
因为C语言用值进行参数传递，所以在函数调用中用作实际参数的变量无法改变。当函数能够改变变量时，C语言的这种特性就很讨厌了。
指针提供了此问题的解决方法：不再传递变量X作为函数的实际参宿和，而是提供&x，即指向x的指针。声明相应的形式参数p为指针。调用函数时，p的值为&x，因为 p（P指向的对象）将是x的别名。函数体内 p的每次出现都将是对x的间接引用，而且允许函数既可以读取x也可以修改x。为了用实例证明这种方法，下面通过把形式参数int_part和farc_part声明成指针的方法来修改decompose函数。
void decompose(double x,long *int_part,double *frac_aprt);
{
*int_part = (long)x;
*fract_part = x - *int_part;
}- void decompose(double x,long *int_part,double *frac_part);
- void decompose(double,long *,double *);
- 调用decompose函数
- decompose(3.14159,&i,&d);- 因为i和d前有取地址符&，所以decompose函数的实际参数时指向i和d的指针，而不是i和d的值。调用decompose函数时，把值3.14159复制到x中，把指向i的指针存储再int_part中，而把指针存储在frac_part中：
-
decompose函数体内的第一个赋值把x的值转换为long类型，并且把此值存储在int_part指向i，所以赋值把值3放到i中：
- 第二个赋值把int_part指向的值（即i的值）取出，现在这个值是3。把此值转换为double类型，并且用x减去它，得到0.14159。然后把这个值存储在farc_part的对象中，当decompose函数返回时，就像原来希望那样，i和d将分别有值3和0.14159。
- 第二个赋值把int_part指向的值（即i的值）取出，现在这个值是3。把此值转换为double类型，并且用x减去它，得到0.14159。然后把这个值存储在farc_part的对象中，当decompose函数返回时，就像原来希望那样，i和d将分别有值3和0.14159。
- 用指针作为函数的实际参数实际上并不新鲜，看下面这个例子：
int i；
……
scanf("%d", &i);-
必须把&放在i的前面以便给scanf函数传递指向i的指针，指针会告诉scanf函数读取的值放在哪里。如果没有运算符&，传递给scanf函数的将是i的值。
-
虽然scanf函数的实际参数必须是指针，但并不总是需要&运算符，在下面的例子中，我们向scanf函数传递了一个指针变量：
-
int i，*p； …… p = &i; scanf("%d", &p);
- 既然p包含了i的地址，那么scanf函数将读入整数并把它存储在i中。在调用中使用&运算符将是错误的：
- **scanf("%d",&p);**
- scanf函数读入整数并且把它存储在p中而不是i中。
> Notice：
> 向函数传递需要的指针却失败了可能会产生严重的后果。假设我们在调用decompose函数时没有在i和d前面加上&运算符：
- **decompose(3.14159,i,d);**
> decompose函数期望第二个和第三个实际参数是指针，但传入的却是i和d的值。decompose函数没有办法区分，所以它会将把i和d是值当成指针来使用。当decompose函数把值存储到*int_part和*frac_part中时，它会修改未知的内存地址，而不是修改i和d。如果已经提供了decompose函数的原型（当然，应该始终这样做），那么编译器将告诉我们实际参数的类型不对。然而，在scanf的例子中，编译器通常不会检查出传递指针失败，因此scanf函数特别容易出错。
### 4.1 用const保护参数
> 当调用函数并且把指向变量的指针作为参数传入时，通常会假设函数将修改变量（否则，为什么函数需要指针呢？），例如，如果在程序中看到语句
- **f(&x)**
- 大概是希望f改变x的值。但是，f仅需要检查x的值而不是改变它的值也是可能的。指针可能高效的原因是：如果变量需要大量的存储空间，那么传递变量的值会浪费时间和空间。
- 可以使用单词const来表明函数不会改变指针参数所指向的对象。const应放置在形式参数的声明中，后面紧跟着形式参数的类型说明：
~~~C
void f(const int * p)
{
*p = 0; /****WRONG****/
}- 这一用法表明p是指向“常整数”的指针。试图改变 * p是编译器会检查的一种错误。5. 指针作为返回值
- 我们不仅可以为函数传递指针，还可以编写返回指针的函数。返回指针的函数是相对普遍的。当给定指向两个整数的指针时，下列函数返回指向两整数中较大数的指针：
int *max(int *a,int *b)
{
if(*a>*b)
return a;
else
return b;
} - 调用max函数时，用指向两个int类型变量的指针作为参数，并且把结果存储在一个指针变量中：int *max(int *a,int *b)
{
if(*a>*b)
return a;
else
return b;
} 调用max期间，*a是i的别名，而是*b是j的别名。如果i的值大于j，那么max返回i的地址;否则，max返回j的地址。调用函数后，p可以指向i也可以指向j。这个例子中max函数返回的指针是可以作为实际参数传入的两个指针中的一个，但这不是唯一的选择。函数也可以返回指向外部变量或指向声明为static的局部变量的指针。
Notice：
//永远不要返回指向自动局部变量的指针：
int *f(void)
{
int i;
……
return &i;
}
//一旦f返回，变量i就不存在了，所以指向变量i的指针将是无效的。有的编译器会有警告。- 指针可以指向数组元素，而不仅仅是普通变量。设a为数组，则&a[i]是指向a中元素i的指针。当函数的参数中有n个元素，并返回一个指向数组中间元素的指针；
int *find_middle(int a[], int n)
{
return &a[n/2];
}6. 问与答
- 指针总是和地址一样吗？
答：通常是，但不总是。考虑用字而不是字节划分内存的计算机。字可能包含36位，60位等。如果假设字包含36位，那么内存将有如下显示：
当有字划分内存时，每个字都有一个地址。通常整数占一个字长度，所以指向整数的指针可以就是一个地址。但是，字可以储存多于一个字符。例如，36位的字可以存储6个6位的字符：
或者4个9位的字符：
由于这个原因，可能需要用不同于其他指针的格式存储指向字符的指针。指向字符的指针可以由地址（存储字符的字）加上一个小整数（字符在字内的位置）组成。
- 如果指针可以指向程序中的数据，那么使指针指向程序代码是否可能？
答：是可能的。 - 声明*int p = &i; * 和语句 p = &i不一致。为什么在语句中p没有像其在声明中那样前面加 号呢？
答：造成困惑的根源在于，根据上下文的不同，C语言中的 号可以有多种含义。在声明 int p = &i;中 号 不是间接寻址运算符，起作用是指明p的类型以便告知编译器p是一个指向int类型变量指针，而在语句中出现时， 号会执行间接寻址。语句 * p = &i；是不正确的，因为它把i的地址赋给了p指向的对象，而不是p本身。 - 有没有办法显示变量的地址？
答：任何指针（包括变量的地址）都可以通过调用printf函数并在格式串中使用转换说明%p来显示 。
5.下列声明是什么意思 void f (const int * p)，不是说函数f不能够修改吗?
void f(const int *p);
{
int j;
*p = 0; //wrong
p = &j;
}答：因为实际参数是按照值传递的，所以通过使指针指向其他地方的方法给p赋新值不会对函数外部产生任何影响。
皖ICP备2024045222号-1
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