一说到指针,大家可能都觉得,这才是C语言,但是关于指针,你又知道多少呢?

一、什么是指针?

先来说一说,什么是指针?

        指针是一种特殊的数据类型,使用指针可以定义变量,这个变量就叫做指针变量

        指针变量中存储的是整型数据,代表了内存编号,通过这个编号可以访问对应的内存'

二、为什么要使用指针

1、函数之间相互独立,但有时是需要共享变量

            传参是单向传递

            全局变量容易命名冲突

            使用数组还需要额外传长度

            命名空间是独立的,但是地址空间是同一个

以上几点都是我们需要使用指针的情况

2、由于函数之间传参是值传递(内存拷贝),对于字节数较多的变量,值传递效率较低,如果传递的是变量的地址,只需要传递4/8个字节,可以提高传参效率

3、堆内存无法取名,他不像 data,bss,stack 内存段可以让变量名与内存之间建立联系,只能使用指针记录堆内存得到地址,以此来使用堆内存

三、如何使用指针

先来看看指针的定义:       

                定义: 类型* 变量名_p;

1、指针变量与普通变量是有很大区别的,建议在取名时以p结尾加以区分

2、指针类型表示存储的是什么类型数据的地址,他决定了通过这个指针变量可以访问的字节数

3、一个 * 只能定义一个指针变量   

int* p1,p2,p3;   //此时只有p1是指针变量,p2,p3是int类型

int *p1,*p2,*p3;  //p1,p2,p3都是指针变量

4、指针变量与普通变量一样的是默认值是随机的,一般都要初始化为 NULL 

                赋值    变量名_p = 地址;   //必须是有权限并有意义的地址

                通过赋值指向栈内存:

                            int* p = #

                通过赋值指向堆内存:

                            int* p = malloc(4);

                 解引用:        *变量名_p;

                 通过指针变量中记录的内存编号去访问内存,该过程可能产生段错误,根源是由于赋值时存储了一个非法的内存编号

                            *p  <==>  num

  注意:解引用是访问的字节数取决于定义指针变量时的类型

   

使用指针需要注意的问题

空指针:值为NULL的指针变量叫做空指针,如果进行解引用就会产生段错误

NULL 会作为错误标志的一种表示执行错误,当一个函数的返回值是指针类型时,函数如果执行出错返回值就是 NULL 

                

 如何避免空指针带来的危害:

使用来历不明的指针前先做判断

1、从函数中获取的指针返回值可能是空指针

2、当函数的参数时指针时,别人传给你的就可能是空指针

                    if(NULL == p)

                    if(!p)

            '注意:NULL在绝大多数系统中是0,个别系统是1'

            野指针:指向不确定的内存空间

            解引用野指针的后果:

                            1、一切正常

                            2、脏数据

                            3、段错误

野指针比空指针危害更严重,因为野指针无法被判断出来,而且可能是隐藏性错误,短时间不暴露

        所有的野指针都是程序员自己制造出来的,如何避免产生野指针:

                 1、定义指针变量时一定要初始化

                 2、函数中不要返回栈内存的地址

                  3、指针指向的内存释放后,指针变量要及时置空(几十赋空值)

指针的运算:

        指针变量中存储的是整型,理论上整型数据可以使用的运算符他都可以用,但是大多数都是无意义的

仅有三个有意义:

指针 + n        含义:指针 + 指针类型宽度的字节数*n ,相当于前进了n个元素
        指针 - n        含义:指针 - 指针类型宽度的字节数*n ,相当于后退了n个元素
        指针 - 指针     含义:(指针 - 指针)/类型的字节数  ,计算出两个指针之间间隔了多少个指针元素

注意:指针相减,指针类型必须一致

const 与指针:

            当我们为了提高传参效率而使用指针时,传参效率提高了,但是变量被共享后有了被修改的风险,可以借助 const 保护指针所指向的内存

const int* p;           保护指针所指向的内存不被修改(*p不能改)
            int const *p;           保护指针所指向的内存不被修改(*p不能改)
            int* const p;            保护指针变量不能修改(p 不能改)
            const int* const p;     指针变量和指针所指向的内存都不能修改
            int const* const p;     指针变量和指针所指向的内存都不能修改

就近原则:看 const 右边最靠近的是 * 还是 p

指针数组与数组指针

指针数组:就是由指针变量组成的数组,他的成员是指针变量

                   int* arr[10];

数组指针:专门指向数组的指针

                    类型 (*arr)[长度]

                    int (*arr)[10];

指针与数组名:

         数组名可以看做一种特殊的指针,但是他是场量,不能修改他的值,数组名与数组的内存之间是映射关系,而指针变量与指针之间是指向关系,数组名是没有自己的存储空间的

                       数组名 == &数组名 == &数组名[0]

          如果指针变量中存储的是数组的首地址,指针可以当做数组使用,数组名也可以当做指针来使用

                         数组名[i] == *(数组名+i)

                                        *(p+i) == p[i] 

             数组作为函数的参数时蜕变成了指针,所以长度丢失

 

二级指针

以上都是使用的以及指针,现在来说一说二级指针

二级指针就是指向指针的指针,里面存储的是指针变量的地址

定义: 类型** 变量名_pp;
                赋值: 变量名_pp = &指针变量
                解引用:*变量名_pp  <=>  指针;
                           **变量名_pp  <=>  *指针  <=>  普通变量

函数指针:

                函数名就是该函数在代码段中的内存首地址

                调用函数其实就是跳转到该函数所在的代码段中去执行二进制指令

                函数指针就是用来专门指向函数的指针,里面存储的是函数的首地址,对函数指针解引用就可以执行函数                

                函数指针可以当做函数使用

定义函数指针:
                        返回值 (*指针变量名)(类型1,类型2,...);
                赋值:
                        指针变量名 = 函数名;
                调用函数:
                         指针变量名(实参);
                通过函数指针或者函数名,把函数当做参数一样传递给另一个函数使用,这就是回调

函数递归

                函数自己调用自己的行为叫做递归,可能导致出现死循环的效果

                递归可以实现一种叫做分治的算法思想,把一个复杂的大问题分解成若干个相同的小问题,直到问题全部解决

                1、设置出口

                2、解决一个小问题

                3、调用自己

                递归函数每次调用自己都睡在栈内存中产生一份自己的拷贝,知道到达出口才一层层的释放返回,因此递归相比于循坏来说非常耗费内存,与循环相比,递归非常慢能用循环解决的就不要使用递归

                递归的优缺点:

                                        缺点:耗费内存,速度慢

                                        优点:易于理解,思路清晰,可以解决非线性问题的执行过程