linuxC中指針的使用.ppt

linux C中指針的使用,學(xué)號(hào)： 姓名：,1、指針的概念 指針是一個(gè)特殊的變量，它里面存儲(chǔ)的數(shù)值被解釋成為內(nèi)存里的一個(gè)地址。 把一個(gè)變量所在的內(nèi)存單元的地址保存在另外一個(gè)內(nèi)存單元中，保存地址的這個(gè)內(nèi)存單元稱為指針。 重點(diǎn)：指針的四方面的內(nèi)容：指針的類(lèi)型、指針?biāo)赶虻念?lèi)型、指針的值(或者叫指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū))、指針本身所占據(jù)的內(nèi)存區(qū)。,（1）指針的類(lèi)型 判斷指針類(lèi)型的方法：把指針聲明語(yǔ)句里的指針名字去掉，剩下的部分就是這個(gè)指針的類(lèi)型。 如：int*ptr;/指針的類(lèi)型是int* char*ptr;/指針的類(lèi)型是char* int*ptr;/指針的類(lèi)型是int* int(*ptr)3;/指針的類(lèi)型是int(*)3 int*(*ptr)4;/指針的類(lèi)型是int*(*)4,.（3）指針的值-或者叫指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)或地址 指針的值是指針本身存儲(chǔ)的數(shù)值，這個(gè)值將被編譯器當(dāng)作一個(gè)地址，而不是一個(gè)一般的數(shù)值。 在32位程序里，所有類(lèi)型的指針的值都是一個(gè)32位整數(shù)，因?yàn)?2位程序里內(nèi)存地址全都是32位長(zhǎng)。 指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)就是從指針的值所代表的那個(gè)內(nèi)存地址開(kāi)始，長(zhǎng)度為sizeof(指針?biāo)赶虻念?lèi)型)的一片內(nèi)存區(qū)。,（4）指針本身所占據(jù)的內(nèi)存區(qū) 只要用函數(shù)sizeof(指針的類(lèi)型)測(cè)一下就可以知道。在32位平臺(tái)里，指針本身占據(jù)了4個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度。在64位平臺(tái)上指針變量都占8個(gè)字節(jié)。 注意： sizeof(指針的名稱)測(cè)到的是指針自身類(lèi)型的大小。,2、指針中&和* &是取地址運(yùn)算符，*號(hào)是指針間接尋址運(yùn)算符。&i表示取變量 i 的地址。*pi表示取指針pi 所指向的變量的值。 &運(yùn)算符的操作數(shù)必須是左值，因?yàn)橹挥凶笾挡疟硎疽粋€(gè)內(nèi)存單元，才會(huì)有地址， 運(yùn)算結(jié)果是指針類(lèi)型。 *運(yùn)算符的操作數(shù)必須是指針類(lèi)型，運(yùn)算結(jié)果可以做左值。,3、指針類(lèi)型轉(zhuǎn)換 指針之間可以相互賦值，也可以用一個(gè)指針初始化另一個(gè)指針，例如： int *ptri = pi; 或者： int *ptri; ptri = pi; 本質(zhì)上就是把變量pi所保存的地址值賦 給變量ptri。 用一個(gè)指針給另一個(gè)指針賦值時(shí)要注意，兩個(gè)指針必須是同一類(lèi)型的。不是同一類(lèi)型時(shí)可以進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換然后賦值。,例如： float f=12.3; float *fptr= 不對(duì)。因?yàn)橹羔榩的類(lèi)型是int *，它指向的類(lèi)型是int。表達(dá)式&f 的結(jié)果是一個(gè)指針，指針的類(lèi)型是float *,它指向的類(lèi)型是float。,強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換。 p=(int*) 如果有一個(gè)指針p，我們需要把它的類(lèi)型和所指向的類(lèi)型改為T(mén)YPE* 、TYPE， 那么語(yǔ)法格式是： (TYPE *)p； 這樣強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換的結(jié)果是一個(gè)新指針，該新指針的類(lèi)型是TYPE *，它指向的類(lèi)型是TYPE，它指向的地址就是原指針指向的地址。而原來(lái)的指針p的一切屬性都沒(méi)有被修改。,4、算數(shù)運(yùn)算 指針可以加上或減去一個(gè)整數(shù)。指針的這種運(yùn)算的意義和通常的數(shù)值的加減運(yùn)算的意義是不一樣的，以單元為單位。 例1：char a20; int *ptr=(int *)a; /強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換并不會(huì)改變a的類(lèi)型 ptr+; 第3句中，指針ptr被加了1，編譯器是這樣處理的：它把指針ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程序中，是被加上了4，因?yàn)樵?2位程序中，int占4個(gè)字節(jié)。 由于地址是用字節(jié)做單位的，故ptr所指向的地址由原來(lái)的變量a的地址向高地址方向增加了4個(gè)字節(jié)。由于char類(lèi)型的長(zhǎng)度是一個(gè)字節(jié)，所以，原來(lái)ptr是指向數(shù)組a的第0號(hào)單元開(kāi)始的四個(gè)字節(jié)，此時(shí)指向了數(shù)組a中從第4號(hào)單元開(kāi)始的四個(gè)字節(jié)。,一個(gè)指針ptrold 加(減)一個(gè)整數(shù)n 后，結(jié)果是一個(gè)新的指針ptrnew，ptrnew的類(lèi)型和ptrold的類(lèi)型相同，ptrnew所指向的類(lèi)型和ptrold所指向的類(lèi)型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值增加(減少)了n乘sizeof(ptrold所指向的類(lèi)型)個(gè)字節(jié)。 兩個(gè)指針不能進(jìn)行加法運(yùn)算，這是非法操作，沒(méi)意義。 兩個(gè)指針可以進(jìn)行減法操作，但必須類(lèi)型相同 。 指針之間的進(jìn)行比較運(yùn)算比的是地址。,5、指針表達(dá)式 一個(gè)表達(dá)式的結(jié)果如果是一個(gè)指針，那么這個(gè)表達(dá)式就叫指針表式。 由于指針表達(dá)式的結(jié)果是一個(gè)指針，所以指針表達(dá)式也具有指針?biāo)哂械乃膫€(gè)要素：指針的類(lèi)型，指針?biāo)赶虻念?lèi)型，指針指向的內(nèi)存區(qū)，指針自身占據(jù)的內(nèi)存。 當(dāng)一個(gè)指針表達(dá)式的結(jié)果指針已經(jīng)明確地具有了指針自身占據(jù)的內(nèi)存的話，這個(gè)指針表達(dá)式就是一個(gè)左值，否則就不是一個(gè)左值。,6、數(shù)組和指針的關(guān)系 數(shù)組的數(shù)組名其實(shí)可以看作一個(gè)指針。 聲明了一個(gè)數(shù)組TYPE arrayn，則數(shù)組名稱array就有了兩重含義：第一，它代表整個(gè)數(shù)組，它的類(lèi)型是TYPEn；第二 ，它是一個(gè)常量指針，該指針的類(lèi)型是TYPE*，該指針指向的類(lèi)型是TYPE，也就是數(shù)組單元的類(lèi)型，該指針指向的內(nèi)存區(qū)就是數(shù)組第0號(hào)單元，該指針自己占有單獨(dú)的內(nèi)存區(qū)，注意它和數(shù)組第0號(hào)單元占據(jù)的內(nèi)存區(qū)是不同的。該指針的值是不能修改的，即類(lèi)似array+的表達(dá)式是錯(cuò)誤的。,例：int array10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,value; value=array0; /也可寫(xiě)成：value=*array; value=array3; /也可寫(xiě)成：value=*(array+3); value=array4; /也可寫(xiě)成：value=*(array+4); 上例中，一般而言數(shù)組名array代表數(shù)組本身，類(lèi)型是int10，但如果把a(bǔ)rray看做指針的話，它指向數(shù)組的第0個(gè)單元，類(lèi)型是int*，所指向的類(lèi)型是數(shù)組單元的類(lèi)型即int。array+3是一個(gè)指向數(shù)組第3個(gè)單元的指針，所以*(array+3)等于3。 字符串相當(dāng)于是一個(gè)數(shù)組,在內(nèi)存中以數(shù)組的形式儲(chǔ)存,只不過(guò)字符串是一個(gè)數(shù)組常量,內(nèi)容不可改變,且只能是右值.如果看成指針的話,他即是常量指針,也是指針常量.,7、指針和結(jié)構(gòu)類(lèi)型的關(guān)系 可以聲明一個(gè)指向結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)象的指針。例子如下： struct MyStruct int a; int b; int c; ; struct MyStruct ss=20,30,40;/聲明了結(jié)構(gòu)對(duì)象ss，并把ss 的成員初始化為20，30 和40。 struct MyStruct *ptr=/聲明了一個(gè)指向結(jié)構(gòu)對(duì)象ss的指針。它的類(lèi)型是MyStruct *,它指向的類(lèi)型是MyStruct.。 通過(guò)指針p訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體成員可以寫(xiě)成(*ptr).a、(*ptr).b和(*ptr).c，為了書(shū)寫(xiě)方便，C 語(yǔ)言提供了-運(yùn)算符，也可以寫(xiě)成ptr-a和ptr-b、ptr-b。,8、指針與函數(shù)的關(guān)系 可以把一個(gè)指針聲明成為一個(gè)指向函數(shù)的指針。函數(shù)指針存放的就是函數(shù)的入口地址。 int fun1(char *,int); int (*pfun1)(char *,int); pfun1=fun1; int a=(*pfun1)(“abcdefg“,7); /通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)?？梢园阎羔樧鳛楹瘮?shù)的形參。在函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句中，可以用指針表達(dá)式來(lái)作為實(shí)參。 一個(gè)函數(shù)如果使用了指針作為形參，那么在函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句的實(shí)參和形參的結(jié)合過(guò)程中，必須保證類(lèi)型一致 ，否則需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換.,分析一下變量f的類(lèi)型聲明int(*pfun1)( char*,int)，pfun1首先跟*號(hào)結(jié)合在一起， 因此是一個(gè)指針。(*pfun1)外面是一個(gè)函數(shù)原型的格式，參數(shù)是char *和int，返回值是int，所以pfun1是指向這種函數(shù)的指針。,9、指針的安全問(wèn)題 (1)意外改寫(xiě)數(shù)據(jù) 例子：char a; int *ptr= 該例子完全可以通過(guò)編譯，并能執(zhí)行。但是，第3句對(duì)指針ptr進(jìn)行自加1運(yùn)算后，ptr指向了和整形變量a相鄰的高地址方向的一塊存儲(chǔ)區(qū)。這塊存儲(chǔ)區(qū)里是什么？我們不知道。有可能它是一個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)，甚至可能是一條代碼。而第4句竟然往這片存儲(chǔ)區(qū)里寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)！這是嚴(yán)重的錯(cuò)誤。,為了避免這種情況可以使用const限定符。 const int *a; int const *a; 這兩種寫(xiě)法是一樣的，a是一個(gè)指向const int型的指針，a所指向的內(nèi)存單元 不可改寫(xiě)，所以(*a)+是不允許的，但a可以改寫(xiě)，所以a+是允許的。 int * const a; a是一個(gè)指向int型的const指針，*a是可以改寫(xiě)的，但a不允許改寫(xiě)。 int const * const a; a是一個(gè)指向const int型的const指針，因此*a和a都不允許改寫(xiě)。,指向非const變量的指針或者非const變量的地址可以傳給指向const變量的指 針，編譯器可以做隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換，例如： char c = a; const char *pc = 但是，指向const變量的指針或者const變量的地址不可以傳給指向非const變量的指針，以免透過(guò)后者意外改寫(xiě)了前者所指向的內(nèi)存單元。,（2）出現(xiàn)“野指令 ” 有一種情況需要特別注意，定義一個(gè)指針類(lèi)型的局 部變量而沒(méi)有初始化： int main(void) int *p; . *p = 0; . 在堆棧上分配的變量初始值是不確定的，也就是說(shuō)指針p所指向的內(nèi)存地址是不確定的，后面用*p訪問(wèn)不確定的地址就會(huì)導(dǎo)致不確定的后果。于是很容易出現(xiàn)”野指令“。,我們常把指向不確定地址的指針?lè)Q為“野指針“（Unbound Pointer），為避免出現(xiàn)野指針，在定義指針變量時(shí)就應(yīng)該給它明確的初值，或 者把它初始化為NULL： int main(void) int *p = NULL; . *p = 0; . ,NULL在C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的頭文件stddef.h中定義：#define NULL (void *)0) 就是把地址0轉(zhuǎn)換成指針類(lèi)型，稱為空指針，它的特殊之處在于，操作系統(tǒng)不會(huì) 把任何數(shù)據(jù)保存在地址0及其附近，也不會(huì)把地址00xfff的頁(yè)面映射到物理內(nèi) 存，所以任何對(duì)地址0的訪問(wèn)都會(huì)立刻導(dǎo)致段錯(cuò)誤