指针（1） - HelloWorld开发者社区

指针

在计算机科学中，指针(Pointer)是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向(points to)存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针"。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。指针（1）如上图中，内存中每一个内存块都有唯一一个编号（地址）做标识。即通过内存块的地址可以找到内存单元。 ::: tip 指针是一个变量，存放内存单元的地址。（可以认为指针就是地址）存放在指针中的值都被当成变量处理。 ::: 计算各种指针类型的大小：

int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(char*));  //8
    printf("%d\n", sizeof(short*));  //8
    printf("%d\n", sizeof(int*));  //8
    printf("%d\n", sizeof(double*));  //8
    return 0;
}

指针类型算出变量大小为8。

内存的编址

::: tip 一个字节对应一个地址。 1个字节（byte）=8比特（bit）。比特即二进制的0和1。 ::: 对于32位设备，假设有32根地址线，每根地址线在寻址时产生一个电信号正电/负电（数字信号1或0）。32根地址线产生的地址序列就是32个全0到32个全1，即产生2的32次方个地址序列，用来作为内存编号。32个比特位即4个字节，就是32位平台存储一个地址需要的空间。如果是64位平台，产生的64根地址线产生的二进制序列，需要64个比特位的空间，即8个字节。

指针类型的实际意义

1个十六进制位是4个二进制位，2个十六进制位是8个二进制位，8个二进制位是一个字节，即2个十六进制位占一个字节。 ::: tip 1、1个字节 = 8个二进制位 1Byte = 8bit 2、1个十六进制 = 4个二进制位 3、1个字节 = 2个十六进制 :::

int main()
{
    int a = 0x11223344;  //每2个十六进制数占一个字节，共4字节
    int* pa = &a;
    char* pb = &a;
    printf("%p\n", pa);
    printf("%p\n", pb);
    return 0;
}

0000000AFE8FF5B4
0000000AFE8FF5B4

上述代码中，pa和pb都是指针类型，8个字节大小，可以存放a的地址。第五行代码将取出的整型的地址放进char*类型的指针变量pb中，编译器会报警告：从“int *”到“char *”的类型不兼容。但编译器仍能将地址存进pb中。

指针类型的意义1

int main()
{
    int a = 0x11223344;
    int* pa = &a;
    *pa = 0;
    return 0;
}

指针（1）

int main()
{
    int a = 0x11223344;
    char* pb = &a;
    *pb = 0;
    return 0;
}

指针（1）如上：在存储数据时什么类型的的指针都可以存储。在对指针进行解引用操作时，整型指针可以对4个字节进行操作，字符型指针只能访问到一个字节。 ::: tip 可以理解为： int* p指向int类型，在解引用时就可以访问int类型大小的字节。 double* p指向double类型，在解引用时就可以访问double类型大小的字节。 ::: ::: warning 指针的类型决定了指针进行解引用操作时能够访问的空间大小。使用指针时应根据解引用时需要操作的范围选择使用合适的类型。 :::

指针类型的意义2

指针+-整数时，指针的类型决定了+-整数时候跳几个字节。int类型时+1需要跳过一个int即4个字节；char类型时-1需要减去一个char即1个字节。

int main()
{
    int a = 0x11223344;
    int* pa = &a;
    char* pb = &a;
    printf("%p\n", pa);    //000000FCF08FFC84 - pa
    printf("%p\n", pa+1);  //000000FCF08FFC88 - pa+1
    printf("%p\n", pb);    //000000FCF08FFC84 - pb
    printf("%p\n", pb-1);  //000000FCF08FFC83 - pb-1
    return 0;
}

::: tip 指针类型决定指针的步长（字节）： int* p：p + 1 --> 4 char* p：p + 1 --> 1 double* p：p + 1 --> 8 :::

int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    int* p = arr;  //首元素的地址
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        *(p + i) = 1;  //内存中每次向右移动一个int的长度并更改值为1
    }
    return 0;
}

如下图，循环中每次向右移动一个int的长度并将该位置更改为1，数组中十个元素全部改为1，循环结束：指针（1）

int main()
{
    int arr[10] = { 0 };  //10个元素共40字节
    char* p = arr;  //*p拿到数组首元素地址
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        *(p + i) = 1;  //char类型的指针每次向后更改一个字节的值
    }
    return 0;
}

如下图，循环中每次向右移动一个char的长度并将该位置更改为1，循环结束时只能更改10个字节的内容，对于int数组来说，字节的改动只涉及到3（2.5）个数组元素。指针（1）

野指针

野指针是指针指向的位置不可知（随机的、不正确的、没有明确限制的）野指针的成因有：指针未初始化、指针越界访问、指针指向的空间释放等。

指针未初始化：如同局部变量int a不初始化默认是随机值，局部指针变量不初始化，指针变量内的地址就是随机值，可能随机指向内存中的某一空间，对指针变量解引用赋值时，操作是非法的，该指针变量就是野指针。
指针越界访问：如下代码中i++到大于10，指针p指向的内存空间超出可以管理的arr数组的范围后，访问非法内存空间，变为野指针。

int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    char* p = arr;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 12; i++)
        p++;
    return 0;
}

指针指向的空间释放：如下代码中在自定义函数中创建变量a并将a地址返回到主函数的指针p中，主函数中的指针p成功接收到a的地址时，自定义函数test中的局部变量销毁，即指针p指向的空间被释放，p变为野指针。
```
int* test()
{
  int a = 10;
  return &a;
}
int main()
{
  int*p = test();
  *p = 20;
  return 0;
}
```
规避野指针
::: warning 规避野指针的四个方法：
1.指针初始化*
2.小心指针越界*
3.指针指向空间释放后将指针置NULL*
4.指针使用之前检查有效性* ::: 指针初始化：创建一个指针后，当没有想好该指针指向的内存空间时，将指针赋值空指针。
```
int* p = NULL;  //指向空指针，即指向0，如下定义
#define NULL ((void *)0)  //把0强制转换为void*类型
```
上述代码中的NULL是用来初始化指针的，或者用来给指针赋值。

小心指针越界：指针的操作范围控制在允许操作范围内。当程序出现崩溃，可能出现指针越界，需要检查指针。

指针指向空间释放后将指针置NULL：指针指向空间被释放后，或者不想让指针指向任何空间时，将指针置NULL，该指针就不再指向任何实际空间了。

指针使用之前检查有效性：当指针不需要使用置为NULL后，指针没有指向任何有效空间，不能使用该指针。当指针中放的是有意义的地址，才可以使用。即使用指针之前需要判断pa是否等于NULL，如果pa == NULL，该指针就不能使用，程序会崩溃。如下图：（nullptr为空指针）指针（1）

指针

内存的编址

指针类型的实际意义

指针类型的意义1

指针类型的意义2

野指针

规避野指针

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