C 语言中的指针

创建指针

我们可以使用引用运算符 & 获取变量的内存地址:

  1. int myAge = 43; // 一个 int 变量
  2. printf("%d", myAge); // 输出 myAge 的值 (43)
  3. printf("%p", &myAge); // 输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)

指针是一个将另一个变量的内存地址作为其值的变量。

指针变量指向一个数据类型(如 int)的相同类型,并使用 * 运算符创建。您正在使用的变量的地址被分配给指针:

  1. int myAge = 43; // 一个 int 变量
  2. int* ptr = &myAge; // 一个名为 ptr 的指针变量,存储 myAge 的地址
  3. // 输出 myAge 的值 (43)
  4. printf("%d\n", myAge);
  5. // 输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)
  6. printf("%p\n", &myAge);
  7. // 使用指针输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)
  8. printf("%p\n", ptr);

示例解释:

  • 创建一个名为 ptr 的指针变量,指向一个 int 变量 (myAge)。请注意,指针的类型必须与您正在使用的变量的类型匹配(本例中为 int)。
  • 使用 & 运算符将 myAge 变量的内存地址存储并分配给指针。
  • 现在,ptr 存储了 myAge 的内存地址值。

解除引用

在上面的示例中,我们使用指针变量来获取变量的内存地址(与 & 引用运算符一起使用)。

您还可以通过使用 * 运算符(取消引用运算符)获取指针指向的变量的值:

  1. int myAge = 43; // 变量声明
  2. int* ptr = &myAge; // 指针声明
  3. // 引用:使用指针输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)
  4. printf("%p\n", ptr);
  5. // 解除引用:使用指针输出 myAge 的值 (43)
  6. printf("%d\n", *ptr);

请注意,* 符号在这里可能会让人困惑,因为它在我们的代码中做了两件事:

  • 当用于声明 (int* ptr) 时,它会创建一个指针变量。
  • 当不用于声明时,它充当取消引用运算符。

值得注意:在 C 语言中声明指针变量有两种方法:

  1. int* myNum;
  2. int *myNum;

关于指针的注意事项:

  • 指针是 C 语言区别于其他编程语言(如 Python 和 Java)的一大特点。
  • 它们在 C 语言中很重要,因为它们允许我们操作计算机内存中的数据。这可以减少代码量并提高性能。如果您熟悉像列表、树和图这样的数据结构,您应该知道指针对于实现它们特别有用。有时您甚至必须使用指针,例如在处理文件时。
  • 但是要小心; 指针必须谨慎处理,因为有可能损坏存储在其他内存地址的数据。

C 语言中的指针和数组

您也可以使用指针访问数组。

考虑以下整数数组

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. int i;
  3. for (i = 0; i < 4; i++) {
  4. printf("%d\n", myNumbers[i]);
  5. }

结果:

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100

让我们尝试打印每个数组元素的内存地址,而不是打印每个数组元素的值:

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. int i;
  3. for (i = 0; i < 4; i++) {
  4. printf("%p\n", &myNumbers[i]);
  5. }

结果:

  1. 0x7ffe70f9d8f0
  2. 0x7ffe70f9d8f4
  3. 0x7ffe70f9d8f8
  4. 0x7ffe70f9d8fc

请注意,每个元素的内存地址的最后一位数字都不同,增加了 4。

这是因为 int 类型的大小通常为 4 个字节,请记住:

  1. // 创建一个 int 变量
  2. int myInt;
  3. // 获取一个 int 的内存大小
  4. printf("%lu", sizeof(myInt));

结果:4

因此,从上面的“内存地址示例”中,

您可以看到编译器为每个数组元素预留了 4 个字节的内存,这意味着整个数组占用 16 个字节(4 * 4)的内存存储空间:

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. // 获取 myNumbers 数组的大小
  3. printf("%lu", sizeof(myNumbers));

结果:16

指针与数组的关系

好的,那么指针和数组之间有什么关系呢?好吧,在 C 语言中,数组的名称实际上是指向数组第一个元素的指针。

感到困惑?让我们试着更好地理解这一点,并再次使用上面的“内存地址示例”。

第一个元素的内存地址与数组的名称相同:

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. // 获取 myNumbers 数组的内存地址
  3. printf("%p\n", myNumbers);
  4. // 获取第一个数组元素的内存地址
  5. printf("%p\n", &myNumbers[0]);

结果:

  1. 0x7ffe70f9d8f0
  2. 0x7ffe70f9d8f0

这基本上意味着我们可以通过指针来操作数组!

怎么操作呢?由于 myNumbers 是指向 myNumbers 中第一个元素的指针,因此您可以使用 * 运算符来访问它:

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. // 获取 myNumbers 中第一个元素的值
  3. printf("%d", *myNumbers);

结果:25

要访问 myNumbers 中的其他元素,您可以增加指针/数组(+1、+2 等):

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. // 获取 myNumbers 中的第二个元素的值
  3. printf("%d\n", *(myNumbers + 1));
  4. // 获取 myNumbers 中的第三个元素的值
  5. printf("%d", *(myNumbers + 2));
  6. // 等等..

结果:

  1. 50
  2. 75

或者循环遍历它:

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. int *ptr = myNumbers;
  3. int i;
  4. for (i = 0; i < 4; i++) {
  5. printf("%d\n", *(ptr + i));
  6. }

结果:

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100

您也可以使用指针更改数组元素的值:

  1. int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
  2. // 将第一个元素的值改为 13
  3. *myNumbers = 13;
  4. // 将第二个元素的值改为 17

最后

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