【C语言进阶剖析】26、指针的本质分析

原创

wx60dc8ce39e154 2021-07-12 14:58:04 ©著作权

文章标签 C语言进阶剖析学习记录 c 学习 文章分类 C/C++ 后端开发

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在本系列第一篇博客中讲到变量的本质是一段存储空间的别名，那么是不是必须通过这个别名才能使用这段存储空间呢？

我们先看一个问题？下面的程序输出什么，为什么？
【C语言进阶剖析】26、指针的本质分析_c 学习
我们来实际编译运行一下：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int i = 5;
    int* p = &i;
    printf("%d, %p\n", i, p);
    *p = 10;
    printf("%d, %p\n", i, p);
    return 0;
}

$ gcc 26-1.c -o 26-1
$ ./26-1
5, 0x7ffd47f77a8c
10, 0x7ffd47f77a8c

可以看到我们并没有改变变量 i 的值，而是通过指针 p 修改它所指向的内存空间（就是变量 i），也就是修改了变量 i 的值。因为指针 p 指向变量 i

1 *号的意义

在指针声明时，* 号表示所声明的变量为指针
在指针使用时，* 号表示取指针所指向的内存空间中的值

【C语言进阶剖析】26、指针的本质分析_C语言进阶剖析学习记录_02
可以这样理解，内存就是一间房子，变量就是房子里面放的东西，指针就是门牌号。定义指针就是拿到了一个门牌号，指针 p 指向变量 i，就是将这个门牌号装在了存放变量 i 的房子上，当然可以取下来装在别的房子上，也就是指针 p 指向了另一个变量。* 号就是一把钥匙，通过这个钥匙就可以拿到房子里面的东西，这就是 *p 解引用。

指针 p 保存着变量 i 的内存地址，可以这么理解

p 等价于 &i
*p 等价于 i

下面看一个指针使用示例：

// 26-1.c
#include<stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    int* pI;
    char* pC;
    float* pF;
    pI = &i;
    *pI = 10;
    printf("%p, %p, %d\n", pI, &i, i);
    printf("%ld, %ld, %p\n", sizeof(int*), sizeof(pI), &pI);
    printf("%ld, %ld, %p\n", sizeof(char*), sizeof(pC), &pC);
    printf("%ld, %ld, %p\n", sizeof(float*), sizeof(pF), &pF);
    return 0;
}

编译运行结果如下：

$ gcc 26-1.c -o 26-1
$ ./26-1
0x7ffca1ad8f8c, 0x7ffca1ad8f8c, 10
8, 8, 0x7ffca1ad8f90
8, 8, 0x7ffca1ad8f98
8, 8, 0x7ffca1ad8fa0

上面的程序，指针 pI 的值和变量 i 的地址是一样的，pI 和 &i 等价，* 号是钥匙，*pI 拿到了房间的钥匙，并更换的房间的东西，由 0 变成 10

可以看到不管定义什么类型的指针，指针大小是一样的，也很好理解，不管房子是多大的，里面放的什么东西，门牌号长度都不会变，不能因为你住的是豪宅就换个贼长的门牌号吧

32位系统指针长度为 4 字节，64 位系统指针长度为 8

2 传值调用与传址调用

指针是变量，因此可以声明指针参数
当一个函数体内部需要改变实参的值，则需要使用指针参数
函数调用时实参将复制到形参
指针适用于复杂数据类型作为参数的函数中

下面看一个指针使用的示例，：利用指针交换变量

// 26-2.c
#include<stdio.h>
void SWAP(int *a, int *b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    SWAP(&a, &b);
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    return 0;
}

注意，千万不能写成如下代码：

void SWAP(int a, int b)
{
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

这样是达不到交换目的的，采用值传递时，形参是实参的拷贝，改变形参的值不影响实参的变化。因为形参有自己独立的存储空间，作为函数内部的局部变量，在函数调用结束后就被释放，因此不影响实参的值。所以 SWAP(int a, int b) 函数中 a, b 的交换不会影响到 main() 函数中。

3 常量与指针

通过几个例子来学习 const 修饰指针的情形
【C语言进阶剖析】26、指针的本质分析_C语言进阶剖析学习记录_03
上面的内容不用死记，只需要看清楚 const 修饰的是谁就可以了。如果 const 修饰 *p，则 *p 不可变；如果 const 修饰 p，则 p 不可变；如果两个都修饰，都不可变

下面就来实际操作一个，看下面代码中，哪些行会报错

// 26-3.c
#include<stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    const int *p1 = &i;
    int const *p2 = &i;
    int* const p3 = &i;
    const int* const p4 = &i;
    *p1 = 1;
    p1 = NULL;

    *p2 = 1;
    p2 = NULL;

    *p3 = 1;
    p3 = NULL;

    *p4 = 1;
    p4 = NULL;
    return 0
}