【C语言】学习笔记5——指针（1）
1. 指针：一种以符号形式使用地址的方法。
因为计算机的硬件指令非常依赖地址， 所以使用指针的程序更有效率。尤其是， 指针能有效地处理数组，数组地表示法其实是在变相地使用指针。
例子：数组名是数组首元素的地址。 也就是说，如果 flizny 是一个数组，下面的语句成立
flizny == &flizny[0]
flizny 和 &flizny 都表示数组首元素的地址（&是地址运算符）。两者都是常量，在程序运行中，不会改变，但是，可以把他们赋值给指针变量， 然后可以修改指针变量。
//指针地址 #include <stdio.h> #define SIZE 4 int main() { short dates[SIZE]; //声明一个short类型的指针变量 short * pti; short index; double bills[SIZE]; double * ptf; pti = dates; ptf = bills; printf("%23s %15s\n", "short", "double"); for(index = 0; index < SIZE; index++) printf("pointers + %d: %10p %10p\n", index, pti + index, ptf + index); return 0; } /* Output: short double pointers + 0: 000000000062FE30 000000000062FE10 pointers + 1: 000000000062FE32 000000000062FE18 pointers + 2: 000000000062FE34 000000000062FE20 pointers + 3: 000000000062FE36 000000000062FE28 */
不知道为什么， 我以前上学的时候看指针跟看天书一样，现在再看指针突然很简单了。可能现在代码写多了，很容易分清楚变量，值， 变量名， 地址的关系。
所以现在看来学校开C语言来作为计算机语言的入门科目确实是有待商榷的，诚然C语言是最早的高级语言，学会了C语言会很容易学习其他计算机语言。但是先学习像java / python这样简单粗暴的计算机语言，可以让学生很轻松地理解写程序到底是怎么一回事。然后再回头深究它底层的原理会轻松地多。
我觉得可以把指针理解为一个变量。这个变量的大小取决于计算机的地址大小（我的电脑是64位的，所以一个指针大小就是8 bytes）。比如上面程序中的例子
//声明一个short类型的指针， 指针增量为sizeof(short)=2, 也就是说pti + 1相当于 pti 所表示的地址 + 2 short * pti; //声明一个double类型的指针， 指针的增量为sizeof(double)=4, 也就是说ptl + 1 表示 pti 所指向的地址 + 4 double * ptf;
看上面的程序结果也很容易看出来， 再看书上的图也是符合的
2. 函数、数组和指针
因为数组名是该数组首元素地地址，作为实际参数地数组名要求形式参数是一个与之匹配的指针。只有在这种情况下，C才会把 int ar[] 和 int * ar 解释成一样的。 也就是说， ar是指向int的指针。
由于函数原型可以省略参数名， 所以下面4中原型都是等价的。
int sum(int * ar, int n); int sum(int *, int); int sum(int ar[], int n) int sum(int [], int);
但是， 在函数定义中不能省略参数名， 下面两种形式的函数定义等价：
int sum(int *ar, int n) { //函数内容省略 } int sum(int ar[], int n) { //函数内容省略 }
看下面示例程序， marbles 的大小为40 bytes， 说明marbles表示的是数组， 而 ar的大小是8 bytes, 说明函数接收的是一个地址（）；
//数组元素之和 #include <stdio.h> #define SIZE 10 //声明函数原型 int sum(int ar[], int n); int main() { int marbles[SIZE] = {15, 23, 24, 69, 14, 12, 15, 18, 16, 35}; long answer; answer = sum(marbles, SIZE); printf("marbles 所有元素之和为 %1d.\n", answer); printf("marbles 的大小为%u bytes.\n", sizeof marbles); return 0; } int sum(int ar[], int n) { int i; int total = 0; for(i = 0; i < n; i++) { total += ar[i]; } printf("ar 的大小为 %u bytes.\n", sizeof ar); return total; } /* Output: ar 的大小为 8 bytes. marbles 所有元素之和为 241. marbles 的大小为40 bytes. */
3. 使用指针形参
/*使用指针形参*/ #include <stdio.h> #define SIZE 10 int sump(int * start, int * end); int main() { int marbles[SIZE] = {15, 23, 24, 69, 14, 12, 15, 18, 16, 35}; long answer; answer = sump(marbles, marbles + SIZE); printf("the total number of marbles is %1d.\n", answer); return 0; } //使用指针算法 int sump(int * start, int * end) { int total; while (start < end) // 越界判断 { total += * start; //累加数组元素的值 start++; // 让指针指向下一个元素 } return total; } /* Output: the total number of marbles is 241. */
4. 指针操作
a. 赋值：可以把地址赋值给指针。
b. 解引用：* 运算符给出 指针所指地址上 存储的值。
c. 取址：和所有变量一样，指针也有自己的地址和值，也可以用取址运算符 & 来获取指针本身的地址
d. 指针与整数相加： 可以运用 + 运算符把指针与整数相加， 或整数与指针相加。 无论哪种情况，整数都会和指针所指向类型的大小（byte为单位）相乘， 然后把结果与初始地址相加。
e. 指针递增(递减)： 递增（递减）指向数组的指针可以让该指针指向该数组的下（上）一个元素。
f. 指针减去一个整数：用初始地址减去 整数和指针所指向类型的大小（byte为单位）相乘 的结果。
g. 指针求差：可以计算两个指针的差值。 两个指针所指向的地址的差值 / 指针所指向类型的大小
h. 比较： 使用关系运算符可以比较两个指针的值，前提是两个指针都指向相同类型的对象
// 指针操作 #include <stdio.h> int main() { int urn[5] = {100, 200, 300, 400, 500}; int * ptr1, * ptr2, * ptr3; ptr1 = urn; ptr2 = &urn[2]; printf("pointer value, dereferenced pointer, pointer address:\n"); printf("ptr1 = %p, *ptr1 = %d, &ptr1 = %p\n", ptr1, *ptr1, &ptr1); ptr3 = ptr1 + 4; //指针加法 printf("\n adding an int to a pointer:\n"); printf("ptr1 + 4 = %p, *(ptr1 + 4) = %d\n", ptr1 + 4, *(ptr1 + 4)); ptr1++; //递增指针 printf("\n values after ptr1++:\n"); printf("ptr1 = %p, *ptr1 = %d, &ptr1 = %p\n", ptr1, *ptr1, &ptr1); ptr2--; //递减指针 printf("\n values after ptr2--:\n"); printf("ptr2 = %p, *ptr2 = %d, &ptr2 = %p\n", ptr2, *ptr2, &ptr2); //恢复 --ptr1; ++ptr2; printf("\n pointers reset to original values:\n"); printf("ptr1 = %p, ptr2 = %p\n", ptr1, ptr2); //一个指针减去另一个指针 printf("\n subtracting one pointer from another:\n"); printf("ptr2 = %p, ptr1 = %p, ptr2 - ptr1 = %1d\n", ptr2, ptr1, ptr2 - ptr1); //一个指针减去一个整数 printf("\n subtracting an int from a pointer:\n"); printf("ptr3 = %p, ptr3 - 2 = %p\n", ptr3, ptr3 - 2); return 0; } /* Output: pointer value, dereferenced pointer, pointer address: ptr1 = 000000000062FE30, *ptr1 = 100, &ptr1 = 000000000062FE28 adding an int to a pointer: ptr1 + 4 = 000000000062FE40, *(ptr1 + 4) = 500 values after ptr1++: ptr1 = 000000000062FE34, *ptr1 = 200, &ptr1 = 000000000062FE28 values after ptr2--: ptr2 = 000000000062FE34, *ptr2 = 200, &ptr2 = 000000000062FE20 pointers reset to original values: ptr1 = 000000000062FE30, ptr2 = 000000000062FE38 subtracting one pointer from another: ptr2 = 000000000062FE38, ptr1 = 000000000062FE30, ptr2 - ptr1 = 2 subtracting an int from a pointer: ptr3 = 000000000062FE40, ptr3 - 2 = 000000000062FE38 */
5. 不要解引用未初始化的指针：
int * pt; //未初始化的指针 *pt = 5; //严重的错误。 因为pt还没有初始化，我们不知道pt指向谁，解引用不知道把5赋值给谁
6. 保护数组中的数据（按值传递还是按地址传递）
a. 函数中的值传递和地址传递：编写一个处理基本类型（如 int）的函数时， 要选择时传递int类型的值还是传递指向int类型的指针。 通常都是直接传递数值， 只有程序需要在函数中改变该数值时，才会传递指针。对于数组别无选择，必须传递指针，因为这样做效率高。如果按一个函数按值传递数组， 则必须分配足够的空间来存储原数组的副本，然后把数组所有的数据拷贝至新的数组中。 如果把数组的地址传递给函数，让函数直接处理原数组则效率要高。
b. 传递地址会导致一些问题（可能会对数值进行意外的修改）。C通常都是按值传递数据，因为这样可以保证数据的完整性。
7. 对形参使用const ： 如果函数的意图不是修改数组中的数据内容， 那么在函数原型和函数定义中声明形式参数时应使用关键字const
