【C语言/知识梳理/期末复习】指针（一）思维导图
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2024-01-23
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指针
1.内存和地址
内存
类比：房间号
1byte=8bit，一个bit存储一个二进制的0或1
内存被划分为一个个的单元，一个单元的大小是
一字节
每个内存单元都给一个编号，这个编号就是地
址，而在C语言中，编号 == 指针
编址
地址总线——简单理解，32位机器有32根地址总
线，每根线只有两态，表⽰0，1【电脉冲有
⽆】，那么⼀根线，就能表⽰2种含义，2根线就
能表⽰4种含义，依次类推。32根地址线，就能
表⽰2^32种含义，每⼀种含义都代表⼀个地址。
地址信息被下达给内存，在内存上，就可以找到
该地址对应的数据，将数据在通过数据总线传⼊
CPU内寄存器。
总结 内存单元的编号 == 地址 == 指针
内存被划分为一个个单元，一个内存单元的大小
是1个字节。每个内存单元都有一个编号，这个编
号就是地址，C语言中又把地址称为：指针。
2.指针变量和地址
取地址操作符（&）
printf("%p", &a);
指针变量和解引⽤操作符（*）
指针变量
区别：指针和指针变量
指针：地址
指针变量：专门用来存放地址（指针变量也是⼀
种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在
指针变量中的值都会理解为地址。）
int* pa = &a;//取出a的地址并存储到指针变量pa
中（int*、int * pa、int *pa)即指针变量，加不加
空格都可以）
拆解指针类型
解引⽤操作符（*） *变量名
指针变量大小
取决于一个地址的存放需要多大空间
32位机器上，指针变量的大小都是4个字节
64位平台下地址是64个bit位，指针变量的大小
是是8个字节
注意指针变量的大小和类型是无关的，只要是指
针类型的变量，在相同的平台下，大小都是相同
的。
3.指针变量类型的意义
指针变量的解引用
指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大
的权限（一次能操作几个字节）。eg,char*的指
针解引用访问一个字节，short*一次访问两个字
节，int*的指针解引用就能访问四个字节，
double*一次访问八个字节，
指针+-整数
指针的类型决定了指针向前或者向后⾛⼀步有多
⼤（距离）
char* 类型的指针变量+1跳过1个字节， int* 类型的指针变量+1
跳过了4个字节，这就是指针变量的类型差异带来的变化。
由于数组中存储的内容的地址是连续的，所以可以用指针。//int数组中一个整数
占四个字节，可以用int*来。
void*指针
理解
在指针类型中有⼀种特殊的类型是 void* 类型
的，可以理解为⽆具体类型的指针（或者叫泛型
指针）
作用 这种类型的指针可以⽤来接受任意类型地址。
局限性
void* 类型的指针不能直接进⾏指针的+-整数和
解引⽤的运算。
4.指针运算
指针+-整数
对于数组
因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀
个元素的地址，顺藤摸⽠就能找到后⾯的所有元
素。
指针-指针
运算的前提条件 指向同一块空间
运算结果 指针 - 指针的绝对值是指针之间的元素个数
作用
指针的关系运算
5.const修饰指针
contst修饰变量
变量前加上const上后，在语法上加了限制，只
要我们在代码中对n就⾏修改，就不符合语法规
则，就报错，致使没法直接修改n，但n本质上还
是变量（常变量）。
但是如果我们绕过n，使⽤n的地址，去修改n就
能做到了，虽然这样做是在打破语法规则。
const修饰指针变量
变量是可以修改的，如果把变量的地址交给⼀个
指针变量，通过指针变量的也可以修改这个变
量。
总结
•const如果放在*的左边，修饰的是指针指向的内
容，保证指针指向的内容不能通过指针来改变，
但是指针变量本⾝的内容可变
不能通过*p来修改p指向的空间的内容（a），限
制的是*p，但p是不受限制的
const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本
⾝，保证了指针变量的内容不能修改，但是指针
指向的内容可以通过指针改变。
限制的是p变量，也就是p变量不能被修改了，但
*p（a)不受限制，还是可以通过p来修改p所指向
的对象的内容。
区分：int* p = &a
p存放的是地址（a的地址)
p是变量，有自己的地址
*p是p指向的地址，即a
6.野指针
概念
野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机
的、不正确的、没有明确限制的）
成因
指针未初始化
局部变量如果不初始化，变量的值是随机的
全局变量/静态变量，如果不初始化，默认值是0
指针越界访问
指针指向的空间释放
如何规避野指针
指针初始化
如果明确知道指针指向哪⾥就直接赋值地址
不知道指针应该指向哪⾥，可以给指针赋值
NULL（NULL 是C语⾔中定义的⼀个标识符常
量，值是0，0也是地址，这个地址是⽆法使⽤
的，读写该地址会报错。）
⼩⼼指针越界
⼀个程序向内存申请了哪些空间，通过指针也就
只能访问哪些空间，不能超出范围访问，超出了
就是越界访问。
指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤
之前检查有效性
当指针变量指向⼀块区域的时候，我们可以通过
指针访问该区域，后期不再使⽤这个指针访问空
间的时候，我们可以把该指针置为NULL。因为
约定俗成的⼀个规则就是：只要是NULL指针就
不去访问，同时使⽤指针之前可以判断指针是否
为NULL。
避免返回局部变量的地址
7.assert断言
概念
assert.h 头⽂件定义了宏 assert() ，⽤于在运⾏
时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报
错终⽌运⾏。这个宏常常被称为“断⾔”。
好处
能⾃动标识⽂件和出问题的⾏号
⼀种⽆需更改代码就能开启或关闭 assert() 的机
制
缺点引⼊了额外的检查，增加了程序的运⾏时间
使用
assert() 宏接受⼀个表达式作为参数。
assert(表达式） 如果该表达式为真（返回值⾮
零）， assert() 不会产⽣任何作⽤，程序继续运
⾏。如果该表达式为假（返回值为零），
assert() 就会报错，在标准错误流 stderr 中写⼊
⼀条错误信息，显⽰没有通过的表达式，以及包
含这个表达式的⽂件名和⾏号。
如果已经确认程序没有问题，不需要再做断⾔，
就在 #include <assert.h> 语句的前⾯，定义⼀
个宏 NDEBUG 。
⼀般我们可以在 Debug 中使⽤，在 Release 版
本中选择禁⽤ assert 就⾏，在 VS 这样的集成开
发环境中，在 Release 版本中，直接就是优化掉
了。这样在debug版本写有利于程序员排查问
题，在 Release 版本不影响⽤⼾使⽤时程序的效
率。
8.指针的使用和传址调用
函数的使用
传值调用
调用函数
👉
传的是变量的“值”
传址调用
函数在调用的时候，传递的是地址，即传址调用
会用到指针。
探究必须用传址调用的情况
传值调用的时候，函数的实参传给形参时，形参
是实参的一份临时拷贝。形参有自己独立的空
间，对形参的修改不影响实参。即实参传递给形
参的时候，形参会单独创建⼀份临时空间来接收
实参，对形参的修改不影响实参，Swap函数失
败了。
如何解决
如何选择传值/传址
在一个函数内部改变函数外部的值，就需要传
址；而如果只需要使用外部变量的值，传值即
可。
传址可以建立形参和实参之间的联系
strlen的模拟实现
strlen函数
功能
求字符串⻓度，统计的是字符串中 之前的字
符的个数。(包含头文件<string.h>)
原型
值：size_t
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