C语言中指针的概念

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C语言中指针的概念

　　在信息工程中，指针是一个用来指示一个内存地址的计算机语言的变量或中央处理器(CPU)中的寄存器(Register)。下面是小编为大家整理的C语言中指针的概念，欢迎参考~

　　指针，是C语言中的一个重要概念及其特点，也是掌握C语言比较困难的部分。指针也就是内存地址，指针变量是用来存放内存地址的变量，在同一CPU构架下，不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的，而存放数据的变量因数据的类型不同，所占用的存储空间长度也不同。有了指针以后，不仅可以对数据本身，也可以对存储数据的变量地址进行操作。

　　指针描述了数据在内存中的位置，标示了一个占据存储空间的实体，在这一段空间起始位置的相对距离值。在 C/C++语言中，指针一般被认为是指针变量，指针变量的内容存储的是其指向的对象的首地址，指向的对象可以是变量（指针变量也是变量），数组，函数等占据存储空间的实体。

　　基本问题

　　在计算机中，所有的数据都是存放在存储器中的，不同的数据类型占有的内存空间的大小各不相同。内存是以字节为单位的连续编址空间，每一个字节单元对应着一个独一的编号，这个编号被称为内存单元的地址。比如：int 类型占 4 个字节，char 类型占 1 个字节等。系统在内存中，为变量分配存储空间的首个字节单元的地址，称之为该变量的地址。地址用来标识每一个存储单元，方便用户对存储单元中的数据进行正确的访问。在高级语言中地址形象地称为指针。

　　地址与指针

　　指针相对于一个内存单元来说，指的是单元的地址，该单元的内容里面存放的是数据。在 C 语言中，允许用指针变量来存放指针，因此，一个指针变量的值就是某个内存单元的地址或称为某内存单元的指针。

　　变量及其定义

　　指针变量是存放一个内存地址的变量，不同于其他类型变量，它是专门用来存放内存地址的，也称为地址变量。定义指针变量的一般形式为：类型说明符*变量名。

　　类型说明符表示指针变量所指向变量的数据类型；*表示这是一个指针变量；变量名表示定义的指针变量名，其值是一个地址，例如：char*p1；表示 p1 是一个指针变量，它的值是某个字符变量的地址。

　　1.1 指针与指针变量的概念，指针与地址运算符

　　1.在C语言中，指针是指一个变量的地址，通过变量的地址″指向″的位置找到变量的值，这种″指向″变量地址可形象地看作″指针″。用来存放指针的变量称为指针变量，它是一种特殊的变量，它存放的是地址值。

　　2.定义指针变量的一般形式为：

　　类型名 *指针变量1，*指针变量2，…;

　　″类型名″称为″基类型″它规定了后面的指针变量中存放的数据类型，″*″号表明后面的″指针变量1″，″指针变量2″等是指针变量，″*″号在定义时不能省略，否则就会变成一般变量的定义了。″指针变量1″，″指针变量2″等称为指针变量名。

　　3.一个指针变量只能指向同一类型的变量。

　　4.与指针和指针变量有关的两个运算符：

　　(1)*：指针运算符(或称″间接访问″运算符)

　　(2)&：取地址运算符

　　通过*号可以引用一个存储单元，如有如下定义：

　　int i=123,*p,k;

　　则 p=&I;或k=*p;或k=*&I;都将变量i中的值赋给k。

　　*p=10;或*&i=10;都能把整数10赋给变量i。这里，等号左边的表达式*p和*&i都代表变量i的存储单元。

　　1.2 变量、数组、字符串、函数、结构体的指针以及指向它们的指针变量

　　1.变量的指针和指向变量的指针变量。

　　2.数组的指针和指向数组的指针变量。

　　所谓数组的指针是指数组的起始地址，数组元素的指针是数组元素的地址。

　　C语言规定数组名代表数组的首地址，也就是第一个元素的地址。

　　3.字符串的指针和指向字符串的指针变量。

　　我们可以通过定义说明一个指针指向一个字符串。

　　C语言将字符串隐含处理成一维字符数组，但数组的每个元素没有具体的名字，这一点跟字符数组不一样。要引用字符串中的某个字符，只能通过指针来引用：*(s+0),*(s+1),…,*(s+n)。

　　4.函数的指针和指向函数的指针变量。

　　指向函数的指针变量的一般形式为：

　　数据类型标识符 (*指针变量名)();

　　这里的″数据类型标识符″是指函数返回值的类型。

　　函数的调用可以通过函数名调用，也可以通过函数指针调用(即用指向函数的指针变量调用)。

　　指向函数的指针变量表示定义了一个指向函数的指针变量，它不是固定指向哪一个函数，而只是定义了这样的一个类型变量，它专门用来存放函数的入口地址。在程序中把哪一个函数的地址赋给它，它就指向哪一个函数。在一个程序中，一个指针变量可以先后指向不同的函数。

　　在给函数指针变量赋值时，只需给出函数名而不必给出参数。因为函数指针赋的值仅是函数的入口地址，而不涉及到实参与形参的结合问题。

　　对指向函数的指针变量，表达式p+n,p++,p--等都无意义。

　　5.结构体的指针与指向结构体的指针变量

　　一个结构体变量的指针就是该变量所占据的内存段的起始地址。可以设一个指针变量，用来指向一个结构体变量，此时该指针变量的值是结构体变量的起始地址。指针变量也可以用来指向结构体数组中的元素。

　　1.3 用指针做函数参数

　　函数的参数不仅可以是整型、实型、字符型等数据，还可以是指针类型，它的作用是将一个变量的地址传送到另一个函数中。

　　1.4 返回指针值的指针函数

　　一个函数可以返回一个整型值、字符值、实型值等，也可以返回指针型数据，即地址这种带回指针值的函数，一般的定义形式为：

　　类型标识符 *函数名(形参表);

　　1.5 指针数组、指向指针的指针

　　1.指针数组指的是一个数组，其元素均为指针类型数据，也就是说，指针数组中的每一个元素都是指针变量。指针数组的定义形式为：

　　类型标识 *数组名[数组长度说明]

　　指针数组可以使字符串处理更加方便。

　　2.指向指针的指针是指指向指针数据的指针变量，一个指向指针数据的指针变量的一般形式为：

　　类型标识 * *p;

　　1.6 main函数的命令参数

　　指针数组的一个重要应用是作为main函数的形参，一般来说，main函数后的括号中是空的，即没有参数。实际上main可以有参数，如：

　　main(argc,argv)

　　其中，argc和argv就是main函数的形参。其他函数形参的值可以通过函数调用语句的实参中得到，由于main函数是由系统调用的，因而main函数的形参值不能从程序中得到，但可以在操作系统状态下，将实参和命令一起给出，从而使main函数的形参得到值。命令行的一般形式为：

　　命令名参数1 参数2…参数n

　　命令名和各参数之间用空格分隔开。

　　1.7 动态存储分配

　　在C语言中有一种称为“动态存储分配”的内存空间分配方式：程序在执行期间需要存储空间时，通过“申请”分配指定的内存空间;当闲置不用时，可随时将其释放，由系统另作它用。本节介绍C语言中动态分配系统的主要函数：malloc()、calloc()、free()及realloc()，使用这些函数时，必须在程序开头包含文件stdlib.h。

　　1.主内存分配函数—malloc()

　　函数格式：void*malloc(unsigned size);

　　函数功能：从内存中分配一大小为size字节的块。

　　参数说明：size为无符号整型，用于指定需要分配的内存空间的字节数。

　　返回值：新分配内存的地址，如无足够的内存可分配，则返回NULL。

　　说明：当size为0时，返回NULL。

　　2.主内存分配函数——calloc()

　　函数格式：void*malloc(unsigned n,unsigned size);

　　函数功能：从内存中分配n个同一类型数据项的连续存储空间，每个数据项的大小为size字节。

　　参数说明：n为无符号整型，用于指定分配的数据项的个数size为无符号整型，用于指定需要分配的数据项所占内存空间的字节数。

　　返回值：新分配内存的地址，如无足够的内存可分配，则返回NULL。

　　3.重新分配内存空间函数——realloc()