C 雜談之 指針與數組 (一)


 思維導圖
 

 
 介紹
 
1> 指針定義:指針是保存變量地址的變量。
 
2> 本文重點
         >> 指針與數組之間的關系
         >> 操縱指針的規則
 
3> 指針優點
         >> 表達某個計算的唯一途徑
         >> 代碼更高效,更緊湊
    
        
4> 指針缺點:難以理解,但是用好了,代碼會非常清晰。
 
5> 將指針、數組和地址的算術運算集成在一起是C語言的一大優點。
 
 指針與地址
 
1> 內存組織方式

內存組織

     (1) 內存是一個個單元組成的,每一個內存單元中存放一個字節(8位)的二進制信息。
     (2) 機器中的內存單元是有序排列的。
     (3) 機器給各個內存單元規定不同地址來管理內存。這樣,CPU通過地址來識別不同的內存單元,正確的對內存單元進行操作。
 
2> 指針與變量的關系(P:是指針變量,C:內存對象)

  >>> P:保存C:中的單元首地址——這里的地址不是物理地址,而是經過地址映射后的虛擬地址,即邏輯地址。

  >>> P:為指向C:的指針

 3>理解指針

   >>>  指針占用的內存空間大小: 32位系統占用4byte,64為8byte。

機器配置:

打印指針大小:

   >>>  指針就是地址——我們可以把指針認為是用來存放地址的數據類型。不能把指針簡簡單單的當成一個整型數,雖然地址的值是一個整型數據。

   >>>  指針是有類型的,但是這個類型不是給指針分配內存的,而是用來尋址的。

 

 指針與函數參數
 
1.普通參數:C語言通過傳值方式將值傳遞給被調用函數。
   >> 會把變量的值復制一份給被調用函數。
   >> 復制:會把變量的值賦值給一個新的變量(參數)——變量和新的變量必須有相同的存儲容量。
   >> 被調用函數並不能修改 主調程序中的變量值,因為被調用函數使用的是一個復制過來的內存單元。
 
2.指針參數: 本質上跟普通參數傳遞是相同的,也進行了變量復制,但是傳過去的值是地址。 被調用函數通過地址能夠訪問和修改主調程序中變量的值。
 
3.參數在內存消耗
  普通參數:取決於申明類型。char:1個字節;short:2個字節;long:8個字節
  指針參數:指針變量里存儲的是地址(一般是4個字節——32位),永遠是一個固定長度,不管是什么類型的指針。——除非處理器變化不是32位。
 
4.double *dp, atof(char *)  這里的dp是指針變量,而atof是函數

 

 指針與數組
 
1.指針操作數組快於下標操作數組
2.數組的空間分配.如int a[10];——會在空間分配出40個相鄰的內存單元來(10*4)。

3.指針操作數組
 
int *pa;
pa = &a[0];

 

 
 4.指針移動
int *pa;
int a[10];
pa = &a[0];
pa+1將指向下一個元素a[1]:
 >> 內存中的變化:"指針加1"會根據指針指定的類型int移動4個內存單元,其實本身並沒有移動,只是pa+1等於第5個內存單元地址——“指針加1”中的1的大小是取決於pa的類型int的, 指針類型決定指針跨內存單元的步長。
 
>> pa+1 等於是指向第5個內存單元——a[1]的第一個內存單元。
 

 5.規則:
   >> &a[i]和a+i含義相同,相互使用。a+i是a之后第i個元素地址。
   >> 數組名代表數組第一個元素的地址。
 
 地址運算符
 
1. 指針初始化:0或表示地址的表達式。
 
2. “指針加1”中的“1”的大小根據數據類型的長度按比例縮放。如果int類型占4個字節的存儲空間,對應的1按4倍計算。

 

驗證:

 >>> 若指向char類型的指針p的內存地址是0x000000,那么p+1后的地址是0x000001。

驗證過程如下:

運行結果:

 

>>> 若指向int 類型的指針p的內存地址是0x000000,那么p+1后的地址是0x000004。

運行結果:

 

3.指向不同數組的元素的指針之間的算術或比較運算都沒有定義。

 

4.指針相減:如果p和q指向相同數組中的元素,且p<q,那么q-p+1就是p和q之間的元素(包括p和q)

代碼驗證:

運行結果:

 流程變化:q-p=16 => 16/4=4 (按照int型所占內存單元等比例縮放) => 4 + 1 = 5;

 

 總結
 
這次寫關於c語言方面指針,是因為這兩天看php內核文件的時候,由於C方面的欠缺,所以看着很吃力。所以想再復習下C語言。
 
為什么從指針入手呢?可能是因為指針在C語言中是比較難的。所以先把最難的啃下來。
 
本來是想一次性寫完,可是指針這方面內容太多,所以決定分幾批寫。
 
我在C語言方面還是很薄弱,如果文章中有錯誤,希望高手們指點下。
 
 
我知道博客園C方面高手非常多,我在C方面屬於菜鳥級別的,沒有任何開發經驗,所以希望高手們能多指點下!

 

 

 

參考文獻:《C程序設計語言》


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