你需要知道的关于C中指针的一切(2010)

2020-09-15 17:56:32

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此变量会占用一些内存。在当前主流的Intel处理器上，它占用4字节的内存(因为int是4字节宽)。

Foo_ptr被声明为指向int的指针。我们已将其初始化为指向foo。

正如我所说的，foo占用了一些内存。它在内存中的位置称为它的地址。&；foo是foo的地址(这就是&；被称为“地址操作符”的原因)。

把每个变量想象成一个盒子。Foo是大小为sizeof(Int)字节的框。这个盒子的位置就是它的地址。当您访问该地址时，您实际上访问了它所指向的框中的内容。

这适用于所有变量，无论其类型如何。事实上，从语法上讲，根本没有“指针变量”这回事：所有变量都是一样的。然而，有不同类型的变量。Foo'；的类型是int。Foo_ptr'；的类型为int*。(因此，“指针变量”实际上意味着“指针类型的变量”。)。

关键是指针不是变量！指向foo的指针是foo_ptr的内容。您可以在foo_ptr框中放置不同的指针，该框仍然是foo_ptr。但它将不再指向Foo。

顺便说一下，指针也有一个类型。其类型为int。因此，它是一个“int指针”(指向int的指针)。Int的类型是int*(它指向指向int的指针)。指向指针的指针的使用称为多个间接。稍后会详细介绍这一点。

并且单个声明可以通过简单地提供逗号分隔的列表(ptr_a，ptr_b)来声明相同类型的多个变量，

然后，只需给出整型指针类型(int*)，后跟一个逗号分隔的变量名称列表(ptr_a，ptr_b)，就可以声明多个整型指针变量。

当将一个类型传递到多个声明时，C'；的声明语法忽略指针星号。如果将ptr_a和ptr_b的声明拆分为多个声明，则会得到以下结果：

可以将其视为为每个变量分配一个基本类型(Int)，加上由星号数量表示的间接级别(ptr_b；s为0；ptr_a；s为1)。

可以清晰地进行单行声明。这是立竿见影的改善：

请注意，星号已移动。现在它就在单词ptr_a的旁边。这是一个微妙的联想含义。

最清楚的绝对是将每个声明都放在单独的行上，但这可能会占用大量的垂直空间。就用你自己的判断吧。

顺便说一句，C允许变量名称和星号前后有零个或多个级别的圆括号：

现在，如何将int赋值给这个指针呢？此解决方案可能很明显：

对指针变量的任何直接赋值都会更改变量中的地址，而不是该地址处的值。在本例中，foo_ptr的新值(即该变量中的新“指针”)是42。但是我们不知道这是否指向任何东西，所以它很可能不会。尝试访问此地址可能会导致分段冲突(读取：崩溃)。

(顺便说一下，当您尝试将int赋值给指针变量时，编译器通常会发出警告。GCC会说“警告：初始化使指针来自整数而不进行强制转换”。)。

在此声明中，解引用运算符(前缀*，不要与乘法运算符混淆)查找存在于某个地址的值。(这称为“加载”操作。)。

也可以写入解引用表达式(C语言的说法是：解引用表达式是一个左值，这意味着它可以出现在赋值的左侧)：

请注意，我们使用[]表示法，因为我们声明的是一个数组。Int*数组在这里是非法的；编译器不会接受我们为其分配{45，67，89}初始值设定项。

C的一个很好的特性是，在大多数地方，当您再次使用name数组时，实际上将使用指向其第一个元素的指针(在C术语中，&；array[0])。这称为“衰减”：数组“衰减”为指针。ARRAY的大多数用法等同于将ARRAY声明为指针。

当然，也有一些案例并不等同。一种是为名称数组本身赋值(ARRAY=…)。-那是非法的。

另一种是将其传递给sizeof运算符。结果将是数组的总大小，而不是指针的大小(例如，在当前的Mac OS X系统上，使用上述数组的sizeof(Array)将计算为(sizeof(Int)=4)×3=12)。这说明您实际上正在处理一个数组，而不仅仅是一个指针。

例如，假设您想要将一个数组传递给printf。您可以：当您将数组作为参数传递给函数时，实际上是将指针传递给数组的第一个元素，因为数组会衰减为指针。您只能给printf提供指针，而不是整个数组。(这就是printf无法打印数组的原因：它需要告诉它数组中的类型以及有多少元素，格式字符串和参数列表都会很快变得混乱。)。

衰减是隐式&；；array==&；array==&；array[0]。在英语中，这些表达式读作“array”、“指向数组的指针”和“指向数组第一个元素的指针”(下标运算符[]比address-of运算符具有更高的优先级)。但在C语言中，这三个表达式的意思是一样的。

(如果“array”实际上是一个指针变量，则它们的含义并不相同，因为指针变量的地址与其内部的地址不同-因此，中间的表达式&；array将不等于其他两个表达式。仅当array确实是数组时，这三个表达式才完全相等。)。

Int*array_ptr=array；printf("；第一个元素：%i\n"；，*(array_ptr++))；printf("；第二个元素：%i\n"；，*(array_ptr++))；printf("；第三个元素：%i\n"；，*array_ptr)；

如果您不熟悉++运算符：它将变量加1，与变量+=1相同(请记住，因为我们使用的是后缀表达式ARRAY_PTR++，而不是前缀表达式++ARRAY_PTR，所以表达式的计算结果是递增前的ARRAY_PTR的值，而不是递增之后的值)。

嗯，指针的类型很重要。这里的指针类型是int。当您向指针添加或从指针中减去时，执行该操作的数量将乘以指针类型的大小。在我们的三个增量的情况下，您添加的每个1都乘以sizeof(Int)。

顺便说一句，虽然sizeof(Void)是非法的，但是void指针是递增或递减1字节的。

如果您对1==4感到疑惑，请记住，前面我提到过，在当前的英特尔处理器上，整数是四个字节。因此，在具有这种处理器的机器上，向int指针加1或从int指针减去1会将其更改4个字节。因此，1==4。(程序员幽默。)。

这是C的另一个秘密。下标运算符(array[0]中的[])与数组无关。

哦，当然可以，那是它最常见的用法。但请记住，在大多数上下文中，数组会衰减为指针。这就是其中之一：这是您传递给该操作符的指针，而不是数组。

Array指向数组的第一个元素；array_ptr设置为&；array[1]，因此它指向数组的第二个元素。因此array_ptr[1]等效于array[2](array_ptr从数组的第二个元素开始，因此array_ptr的第二个元素是数组的第三个元素)。

此外，您可能会注意到，因为第一个元素是sizeof(Int)字节宽(是一个int)，所以第二个元素是数组开始之前的sizeof(Int)字节。您是正确的：数组[1]等同于*(数组+1)。(请记住，添加到指针或从指针减去的数字乘以指针类型的大小，因此“1”会将sizeof(Int)字节加到指针值。)。

C中两种更有趣的类型是结构和联合。您可以使用struct关键字创建结构类型，并使用Union关键字创建联合类型。

这些类型的确切定义超出了本文的范围。可以说，结构或联合的声明如下所示：

块内的每个声明都称为成员。工会也有会员，但他们的用法不同。访问成员如下所示：

*d==c；取消引用一次(int*)将得到一个(int**)(3-1=2)。

**d==*c==b；取消引用一个(int*)两次，或取消引用一次(int**)，得到一个(int*)(3-2=1；2-1=1)。

*d==**c==*b==a==3；取消引用(int*)三次、两次(int**)或一次(int*)将得到int(3-3=0；2-2=0；1-1=0)。

因此，可以将&；运算符视为添加星号(我称之为增加指针级别)，而将*、->；和[]运算符视为删除星号(降低指针级别)。

涉及指针时，const关键字的用法略有不同。这两个声明等效：

在第一个示例中，int(即*ptr_a)是const；您不能将*ptr_a=42。在第二个示例中，指针本身是常量；您可以很好地更改*ptr_b，但不能(使用指针算法，例如ptr_b++)更改指针本身。

注意：所有这一切的语法似乎有点异乎寻常。它是。这让很多人感到困惑，甚至C巫师也是如此。请耐心听我说。

也可以获取函数的地址。而且，与数组类似，函数在使用其名称时会衰减为指针。比方说，如果你想知道strcpy的地址，你可以说strcpy或&；strcpy。(由于显而易见的原因，&；strcpy[0]不会成功。)

调用函数时，使用称为函数调用运算符的运算符。函数调用操作符在其左侧获取一个函数指针。

在本例中，我们将dst和src作为内部参数传递，将strcpy作为要调用的函数(即函数指针)传递：

Enum{str_length=18u}；记住NUL终止符！char src[str_length]="；这是一个字符串。"；，dst[str_length]；strcpy(dst，src)；函数调用运算符正在运行(请注意左侧的函数指针)。

Char*strcpy(char*dst，const char*src)；一个普通函数声明，用于引用echar*(*strcpy_ptr)(char*dst，const char*src)；指向类似strcpy函数的指针strcpy_ptr=strcpy；strcpy_ptr=&；strcpy；这太管用了，但这个不行。

请注意上面声明中*strcpy_ptr周围的圆括号。它们将表示返回类型(char*)的星号与表示变量指针级别(*strcpy_ptr-one级别，指向函数的指针)的星号分开。

Char*(*strcpy_ptr_noparams)(char*，const char*)=strcpy_ptr；参数名称已删除-类型仍然相同。

指向strcpy的指针类型是char*(*)(char*，const char*)；您可能注意到这是上面的声明，减去了变量名。你会把这个用在石膏上。例如：

如您所料，指向函数指针的指针在括号内有两个星号：

Char*(*strcpies[3])(char*，const char*)={strcpy，strcpy，strcpy}；char*(*strcpies[])(char*，const char*)={strcpy，strcpy，strcpy}；数组大小可选，与everstrcpies[0](dst，src)相同；

这是一份病理声明，取自C99标准。“[此声明]声明函数f不带参数返回int，函数fip不带参数指定返回int的指针，以及不带参数指定的函数的指针pfi返回int。”(6.7.5.3[16])。

函数指针甚至可以是函数的返回值。这一部分真的很让人费解，所以稍微伸展一下你的大脑，以免有受伤的风险。

为了解释这一点，我将总结一下您到目前为止学到的所有声明语法。首先，声明一个指针变量：

该声明告诉我们指针类型(Char)、指针级别(*)和变量名(Ptr)。后两个可以放入括号中：

如果我们将第一个声明中的变量名替换为后跟一组参数的名称，会发生什么情况？

但我们也删除了指示指针级别的*-记住，此函数声明中的*是函数返回类型的一部分。因此，如果我们向后添加指针级别的星号(使用圆括号)：

不过，等一下。如果这是一个变量，并且第一个声明也是一个变量，我们可以不用名称和一组参数替换此声明中的变量名吗？

不，我们可以！结果是返回函数指针的函数声明：

请记住，指向不带参数并返回int的函数的指针类型为int(*)(Void)。因此，该函数返回的类型是char*(*)(char*，const char*)(同样，内部*表示指针，外部*是指向函数的返回类型的一部分)。您可能还记得，这也是strcpy_ptr的类型。

因此，此函数(调用时不带参数)返回一个指向类strcpy函数的指针：

如果没有字符串类型，为什么到处都能看到对“C字符串”的引用？

事实是，“C字符串”的概念是虚构的(字符串文字除外)。没有字符串类型。C字符串实际上只是字符数组：