C语言指针的详解与应用
C语言指针是C语言的一个重要知识点,其使用灵活、功能强大,是C语言的灵魂。指针与底层硬件联系紧密,使用指针可操作数据的地址,实现数据的间接访问。
指针的定义
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指针(Pointer)是一种特殊的变量,用于存放其他数据单元(变量/数组/结构体/函数等)的首地址。若指针存放了某个数据单元的首地址,则这个指针指向了这个数据单元,若指针存放的值是0,则这个指针为空指针。
指针的操作
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定义一个指针变量:数据类型 *指针名;
例如:
* unsigned char *x; // 定义一个指向unsigned char型数据的指针
* unsigned short *x; // 定义一个指向unsigned short型数据的指针
* unsigned int *x; // 定义一个指向unsigned int型数据的指针
* unsigned long *x; // 定义一个指向unsigned long型数据的指针
* float *x; // 定义一个指向float型数据的指针
* double *x; // 定义一个指向double型数据的指针
在16位系统中,指针的宽度是2字节;在32位系统中,指针的宽度是4字节;在64位系统中,指针的宽度是8字节。
对指针的操作有多种方式:
* 取地址:p = &a; 将数据a的首地址赋值给p
* 取内容:*p; 取出指针指向的数据单元
* 指针加:p++; 使指针向下移动1个数据宽度
* 指针减:p--; 使指针向上移动1个数据宽度
* 指针加赋值:p = p + 5; 使指针向下移动5个数据宽度
* 指针减赋值:p = p - 5; 使指针向上移动5个数据宽度
数组与指针
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数组是一些相同数据类型的变量组成的集合,其数组名即为指向该数据类型的指针。数组的定义等效于申请内存、定义指针和初始化。
例如:
char c[] = {0x33, 0x34, 0x35};
等效于:
申请内存
定义 char *c = 0x4000;
初始化数组数据
利用下标引用数组数据也等效于指针取内容。例如:
c[0]; 等效于:*c;
c[1]; 等效于:*(c+1);
c[2]; 等效于:*(c+2);
注意事项
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在对指针取内容之前,一定要确保指针指在了合法的位置,否则将会导致程序出现不可预知的错误。
同级指针之间才能相互赋值,跨级赋值将会导致编译器报错或警告。
指针的应用
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* 传递参数:使用指针传递大容量的参数,主函数和子函数使用的是同一套数据,避免了参数传递过程中的数据复制,提高了运行效率,减少了内存占用。
* 传递返回值:使用指针传递输出参数,利用主函数和子函数使用同一套数据的特性,实现数据的返回,可实现多返回值函数的设计。
* 直接访问物理地址下的数据:访问硬件指定内存下的数据,如设备ID号等。
* 将复杂格式的数据转换为字节,方便通信与存储。
C语言指针是C语言的一个重要知识点,其使用灵活、功能强大,是C语言的灵魂。通过对指针的理解和应用,可以提高程序的运行效率,减少内存占用,实现更加复杂的数据操作。