C语言指针操作

2021-12-29 23:21:35

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原创：C语言指针操作

作者：MilkCu

摘要：指针是C语言的核心，也是一个普通变量，存储的是内存中的地址。在存储空间的分配中，一种常遵循的理念是，由用户管理存储空间以及与存储空间相关的实际的数据结构，而数据结构自身只用于维护数据内部变量的存储空间的分配。C语言使用基于堆的内存分配，通常也称作动态存储分配。

指针基础

一个指针其实只是一个变量，它存储数据在内存中的地址，而不是存储数据本身。

可能产生悬空指针的一些编程错误事例包括：

将任意的整型变量强制转换为指针变量；
操作超出数组边界的指针；
释放一个或多个仍被引用的指针。

存储空间分配

通常情况下，指针会占用一个机器字长的存储空间，但有些时候它们的大小也有所不同。

用malloc分配的存储空间会一直有效，知道调用函数free来释放它。

内存泄露问题的产生是由于动态分配了内存空间，但从未释放它造成的。特别是在重复执行代码时，这种泄露问题会表现得尤为重要。

一种统一的内存管理方法所遵循的理念是，由用户管理存储空间以及与存储空间相关的实际的数据结构，而数据结构自身只用于维护数据内部变量的存储空间的分配。所以，在数据结构中，只使用指针指向数据变量，而不是此数据的私有副本。

数据集合与指针的算术运算

指针在C语言中最长见的用途就是用来引用数据集合。C语言支持两种数据集合：结构和数组。

结构不允许包含自身的实例，但可以包含指向自身实例的指针。

当一个数组标识符在表达式中出现时，C语言会把数组转换为一个指向数组第一个元素的指针。

在C语言中，多为数组其实是以行主序的方式存储的，这也就说明多维数组右边下表变化速度要比左边下标变化来的更快。

二维数组第i行第j列的元素，用a[i][j]表示，等价于((a + i) + j)。

作为函数参数的指针

当把一个多维数组传递给函数时，除了第一维以外其他维的长度必须指定。

泛型指针与类型转换

泛型指针不指定具体的数据类型。可以使用泛型指针实现交换任何类型数据的通用交换函数。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

int swap2(void *x, void *y, int size)

{

    void * tmp;

    if((tmp = malloc(size)) == NULL) {

        return -1;

    }

    memcpy(tmp, x, size);

    memcpy(x, y, size);

    memcpy(y, tmp, size);

    free(tmp);

    return 0;

}

int main(void)

{

    int a = 2;

    int b = 3;

    swap2(&a, &b, sizeof(int));

    printf("a = %d\nb = %d\n", a, b);

    return 0;

}

地址取到什么类型的值是由我们用什么类型的指针访问它所决定的。

函数指针

声明函数指针看起来与声明一个函数非常相似，只是在函数名前有一个表示指针的星号，并且函数名和星号会用圆括号括起来。

函数指针的一个重要用途是将函数封装到数据结构中，它可以使数据结构或函数变得更具通用性。

基于堆的内存分配

C语言使用基于堆的内存分配，通常也称作动态存储分配。它允许一个程序在运行时请求更多所需要的内存，而不是在编译时就分配固定数额的内存。

（全文完）

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