看完還不會(huì)指針,錘自己!
指針使得 C 語(yǔ)言能夠更高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)底層硬件的操作,而計(jì)算機(jī)硬件的操作很大程度上依賴地址,指針便提供了一種對(duì)地址操作的方法,在一定意義上,指針是c語(yǔ)言的精髓,所以一定要耐心看完。指針對(duì)于很多c語(yǔ)言初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能難以理解,一不小心可能被指針的指向關(guān)系繞進(jìn)去,在這里就對(duì)指針做一些總結(jié),寫一下自己的理解。
在程序中,我們聲明一個(gè)變量(int a = 1),將數(shù)據(jù)1存到變量a中,計(jì)算機(jī)內(nèi)部會(huì)將這個(gè)數(shù)據(jù)存到內(nèi)存(RAM)中,那么,數(shù)據(jù)存到某個(gè)地方,就會(huì)涉及地址。就像你買的快遞,快遞到了就要存到某個(gè)驛站里面放著,你的快遞就是一個(gè)數(shù)據(jù),驛站就是一個(gè)變量,這個(gè)驛站就要有地址,不然全國(guó)這么多驛站你怎么知道你的快遞在哪個(gè)驛站。
到這里,地址的概念應(yīng)該有了吧。
現(xiàn)在想想地址(比如0x0000 0001)不也是一個(gè)數(shù)據(jù)嗎,那么不也可以用一個(gè)變量存地址這個(gè)數(shù)據(jù)?是的,可以,這個(gè)變量就是指針,指針?biāo)褪谴鎯?chǔ)另一個(gè)變量的內(nèi)存地址的一種數(shù)據(jù)類型,即指針的內(nèi)容就是另一個(gè)變量的內(nèi)存地址。
指針本身也是一個(gè)變量,所以指針變量也有自己的地址,只是它有點(diǎn)特殊,它存放的是另一個(gè)變量的地址而已,理解這句話就行。
前面講到過(guò)指針?biāo)且环N數(shù)據(jù)類型,為了方便,我們就規(guī)定在這種類型后面加*號(hào)表示該類型指針,有char型指針(char *)、double型指針(double *)和int型指針(int *)等等。
試著敲一下下面一段代碼,可以加深對(duì)指針的認(rèn)識(shí):
int a = 1; // 定義一個(gè)int型變量int *p = &a; // 定義一個(gè)int型指針p,&a表示對(duì)a取地址,指針p的內(nèi)容是a的地址// int *p; p = &a; // 第二行也可以這樣寫,意思一樣printf("%p\n", &a); // 打印a的地址printf("%p\n", p); // 打印指針p指向的地址// %p是打印地址(指針地址),是十六進(jìn)制的形式
C/C++ 中規(guī)定了 * 操作符來(lái)從對(duì)應(yīng)指針類型存放的地址中拿出相應(yīng)數(shù)據(jù),再定義一個(gè)變量int b = *p,指針p存了a的地址,*p就是拿出a的值,b的值就變成了1,*操作也被稱為解引用。
算數(shù)運(yùn)算:+、-、++、--、
指針的運(yùn)算是特別容易搞錯(cuò)的,千萬(wàn)不能以為和普通類型(比如int型數(shù)據(jù))的運(yùn)算一樣。
指針的加減運(yùn)算:
-
指針+1/指針-1,加/減的是整個(gè)指針類型的長(zhǎng)度,與其說(shuō)指針的加減法,我認(rèn)為不如說(shuō)成指針的偏移更合適,接下來(lái)看為什么是偏移,舉個(gè)非常明顯的例子:
char a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 定義一個(gè)char型數(shù)組,這里的a實(shí)質(zhì)上是一個(gè)指針,指向這個(gè)數(shù)組的首元素a[0]的指針char *p = a;printf("%d\n", *p); // 輸出1 --> a[0]printf("%d\n", *(p + 1)); // 輸出2 --> a[1]......
看輸出的結(jié)果就很容易看出規(guī)律,p指針指向a[0],特別注意p+1指針變成指向a[1],所以*(p+1) = a[1] = 2,而不是*(p+1) = a[0] + 1 = 2,當(dāng)然這里兩個(gè)答案湊巧一樣,但是把數(shù)組的內(nèi)容換一下就不會(huì)是一樣了,如果是改成(*p) + 1,那么就是(*p) + 1 = a[0] + 1 = 2,同理可以改成p+2、p+3......
還有試著定義其它類型的數(shù)組(比如int型:int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};),看看是不是這個(gè)規(guī)律,就可以知道指針加減的是這個(gè)指針類型的長(zhǎng)度,也就是指針的偏移,還可以嘗試定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組,將會(huì)有更深的理解。
減法就不用多說(shuō)了,理解了指針p+1/p-1,那么指針p++/p--其實(shí)是一樣的,都是偏移。
說(shuō)起多級(jí)指針這個(gè)東西,曾經(jīng)大一學(xué)c語(yǔ)言的時(shí)候,學(xué)到二級(jí)指針都已經(jīng)把我給繞暈了,如果當(dāng)時(shí)你給我寫個(gè)int ********p出來(lái),我估計(jì)直接崩潰到放棄。
ok!來(lái)點(diǎn)生活上的東西,快遞柜大家都用過(guò)吧,快遞小哥給你發(fā)一個(gè)取件碼你就能拿到快遞。
這里的每一個(gè)柜子就是一塊內(nèi)存,取件碼就是地址,柜子里的快遞就是存儲(chǔ)在內(nèi)存的內(nèi)容/數(shù)據(jù)。
假如快遞小哥把你的快遞放到"058柜子",給你發(fā)取件碼,那么你輸入取件碼就可以取到快遞。
如果快遞小哥逗你一下,故意給你發(fā)"057柜子"的取件碼,然后在"057柜子"放一張紙條,上面寫:快遞在058柜子,這時(shí)候你肯定是按照紙條從"058柜子"里就可以拿到快遞。
這里的"057柜子"就是指針,指針里面存放另一個(gè)變量(058柜子)的地址。
如果快遞小哥給你發(fā)"056柜子"的取件碼,在"056柜子"里放一張紙條寫:快遞在"057柜子"里,又在"057柜子"里放一張紙條寫:快遞在"058柜子"里。
這里的"056柜子"就是二級(jí)指針,"057柜子"就是指針,"058柜子"就是指針存放的另一個(gè)變量。
現(xiàn)在明白了二級(jí)指針吧,那么,N級(jí)指針也就那樣,也就是指向指針的指針的指針的指針的指針........,是不是非常簡(jiǎn)單!
int a = 1;int *p = &a;int **pp = &p; // 二級(jí)指針pp存放指針p的地址,即二級(jí)指針pp指向指針pint ***ppp = &pp; // 三級(jí)指針ppp存放二級(jí)指針pp的地址,即三級(jí)指針ppp指向二級(jí)指針pp......
總之,如果一個(gè)內(nèi)存如果存放的是另一個(gè)變量的地址,那么就叫指針。一塊內(nèi)存要么存放實(shí)際內(nèi)容/數(shù)據(jù),要么存放的是另一個(gè)變量的地址,確實(shí)是剛剛所說(shuō)的非常簡(jiǎn)單。
【總結(jié)兩點(diǎn)】:
1. 指針本身也是一個(gè)變量,也有自己的地址,需要內(nèi)存存儲(chǔ)。
2. 指針存放的是所指向的變量的地址,這個(gè)所指向的變量也可以是一個(gè)指針。
【特別注意】:面試可能被問(wèn)到指針的大小
1. 指針的大小跟指針是什么類型的沒(méi)有任何關(guān)系。
2. 在32為系統(tǒng)系統(tǒng)中,所有的指針大小都是4個(gè)字節(jié),原因是32系統(tǒng)上所有變量的地址都是32位的,而指針用來(lái)存地址的。
最后,大家要明白一個(gè)概念,其實(shí)并沒(méi)有什么多級(jí)指針這種東西,多級(jí)指針就是個(gè)指針,稱為多級(jí)指針是為了我們方便表達(dá)而取的邏輯名稱。
二維數(shù)組其實(shí)和二級(jí)指針有著相似的理解方法:
比如a[3][2],把它理解成一個(gè)一維數(shù)組來(lái)看待,這個(gè)一維數(shù)組里面有三個(gè)元素,只是這個(gè)一維數(shù)組有點(diǎn)特殊,它的每個(gè)元素又是一個(gè)一維數(shù)組而已。
懂了上面這段話,二維數(shù)組就很好理解。
int a[3] = {1, 2, 3};// a[0] --> *aprintf("%d\n", *a); // 打印 1 --> a[0] 的值// a[1] --> *(a + 1)printf("%d\n", *(a + 1)); // 打印 2 --> a[1] 的值// a[2] --> *(a + 2)printf("%d\n", *(a + 2)); // 打印 3 --> a[2] 的值
int a[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};// a[0][0] --> (*a)[0]printf("%d\n", (*a)[0]); // 打印 1 --> a[0][0] 的值// a[1][0] --> (*(a + 1))[0]printf("%d\n", (*(a + 1))[0]); // 打印 3 --> a[1][0] 的值// a[2][0] --> (*(a + 2))[0]printf("%d\n", (*(a + 2))[0]); // 打印 5 --> a[2][0] 的值// a[2][1] --> (*(a + 2))[1]printf("%d\n", (*(a + 2))[1]); // 打印 6 --> a[2][1] 的值// ..... 二維數(shù)組其它元素類似都可以輸出
int a[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};// a[0][0] --> (*a)[0] --> *(*a + 0) --> 把 *a 當(dāng)成整體printf("%d\n", *(*a)); // 打印 1 --> a[0][0] 的值// a[1][0] --> (*(a + 1))[0] --> *(*(a + 1) + 0)printf("%d\n", *(*(a + 1))); // 打印 3 --> a[1][0] 的值// a[2][0] --> (*(a + 2))[0] --> *(*(a + 2) + 0)printf("%d\n", *(*(a + 2))); // 打印 5 --> a[2][0] 的值// a[2][1] --> (*(a + 2))[1] --> *(*(a + 2) + 1)printf("%d\n", *(*(a + 2) + 1)); // 打印 6 --> a[2][1] 的值// ..... 二維數(shù)組其它元素類似都可以輸出
1. 數(shù)組指針:指針在后,說(shuō)明它就是個(gè)指針,所以數(shù)組指針指向的是數(shù)組,相當(dāng)于一次聲明了一個(gè)指針。從前面就已經(jīng)知道,二維數(shù)組a[3][2]中,a實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)數(shù)組指針。
公式:
指向的那個(gè)數(shù)組的元素類型 (*指針名字)[指向的數(shù)組的元素個(gè)數(shù)]
2. 指針數(shù)組:數(shù)組在后,說(shuō)明它就是個(gè)數(shù)組。字符數(shù)組是什么?就是存放字符的數(shù)組,那么指針數(shù)組就是存放指針類型的數(shù)組,相當(dāng)于一次聲明了多個(gè)指針。
公式:
數(shù)組元素的類型 數(shù)組名字[數(shù)組元素個(gè)數(shù)]
char *a[3] = {"red", "green", "blue"};char **pp = a; //定義二級(jí)指針pp, a本質(zhì)上相當(dāng)于二級(jí)指針printf("%s\n", pp[0]); // 打印 redprintf("%s\n", pp[1]); // 打印 greenprintf("%s\n", pp[2]); // 打印 blue
關(guān)于指針想寫的內(nèi)容還有很多,其實(shí)這只是開(kāi)了個(gè)頭,比如:野指針、函數(shù)指針、函數(shù)參數(shù)傳遞方式、const 修飾指針、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配: malloc 和 free、堆, 棧、內(nèi)存泄露......,以后再慢慢補(bǔ)齊。
指針在鏈表使用的比較多,多寫一些鏈表的操作會(huì)對(duì)指針理解很有幫助,鏈表節(jié)點(diǎn)的增加、刪除、修改、查找,單向鏈表、雙向鏈表、雙向循環(huán)鏈表、內(nèi)核鏈表等等。