C语言基础之指针变量

    作者:课课家教育更新于: 2016-12-08 17:57:03

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      指针变量是什么呢?它的作用又是什么呢?相信很多在学习C语言的同学都会对此抱有很多的疑惑不解。下面课课家笔者就为大家详细介绍C语言中的指针变量,让大家对此不再疑惑!

      指针变量是指存放地址的变量,因地址的改变而做出指定性质的衡量变法。换个更详细的说法来说就是数据在内存中的地址也称为指针,如果一个变量存储了一份数据的指针,我们就称它为指针变量。在C语言中,允许用一个变量来存放指针,这种变量称为指针变量。指针变量的值就是某份数据的地址,这样的一份数据可以是数组、字符串、函数,也可以是另外的一个普通变量或指针变量。下面我们假设有一个char类型的变量c,它存储了字符'K'(ASCII码为十进制数75),并占用了地址为0X11A的内存(地址通常用十六进制表示)。另外有一个指针变量p,它的值为0X11A,正好等于变量c的地址,这种情况我们就称p指向了c,或者说p是指向变量c的指针,具体如图1所示。

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    图1

      ◎定义指针变量

      定义指针变量与定义普通变量非常相似,不过需要我们注意的地方是我们要在变量名前面加星号*,具体的格式为:

      datatype *name;

      或者

      datatype *name=value;

      *表示这是一个指针变量,data type表示该指针变量所指向的数据的类型。比如:

      int *p1;

      在这里p1是一个指向int类型数据的指针变量,而关于p1究竟指向哪一份数据,实际上应该由赋予它的值决定。再如:

      int a = 100;

      int *p_a = &a;

      在定义指针变量p_a的同时对它进行初始化,并将变量a的地址赋予它,此时p_a就指向了a。值得注意的是,p_a需要的一个地址,a前面必须要加取地址符&,否则是不对的。和普通变量一样,指针变量也可以被多次写入,只要我们想,随时都能够改变指针变量的值,下面请大家观察以下的代码:

      //定义普通变量

      float a = 99.5, b =1 0.6;

      char c = '@', d = '#';

      //定义指针变量

      float *p1 = &a;

      char *p2 = &c;

      //修改指针变量的值

      p1=&b;

      p2=&d;

      在上面的代码中,*是一个特殊符号,表明一个变量是指针变量,定义p1、p2时必须带*。而给p1、p2赋值时,因为已经知道了它是一个指针变量,就没必要多此一举再带上*,后边可以像使用普通变量一样来使用指针变量。也就是说定义指针变量时必须带*,给指针变量赋值时不能带*。下面笔者假设变量a、b、c、d的地址分别为0X1000、0X1004、0X2000、0X2004,图2比较全面的反映了p1、p2指向的变化:

    p1、p2指向的变化

    图2

      在这里笔者需要强调的是,p1、p2的类型分别是float*和char*,而不是float和char,它们是完全不同的数据类型,大家要引起注意。

      指针变量也可以连续定义,比如:

      int *a,*b,*c; //a、b、c的类型都是int *

      注意每个变量前面都要带*。如果写成下面的形式,那么只有a是指针变量,b、c都是类型为int的普通变量:

      int *a,b,c;

      ◎通过指针变量取得数据

      指针变量存储了数据的地址,通过指针变量能够获得该地址上的数据,具体的格式为:

      *pointer;

      这里的*称为指针运算符,用来取得某个地址上的数据,大家可以观察下面的代码例子:

      #include

      int main(){

      int a = 15;

      int *p = &a;

      printf("%d,%d\n",a,*p); //两种方式都可以输出a的值

      return 0;

      }

      运行结果:

      15,15

      在这里笔者假设a的地址是0X1000,p指向a后,p本身的值也会变为0X1000,*p表示获取地址0X1000上的数据,也即变量a的值。从输出结果看,*p和a是等价的。CPU读写数据必须要知道数据在内存中的地址,普通变量和指针变量都是地址的助记符,虽然通过*p和a获取到的数据一样,但它们的运行过程稍有不同:a只需要一次运算就能够取得数据,而*p要经过两次运算。假设变量a、p的地址分别为0X1000、0XF0A0,它们的指向关系如图3所示:

    变量a、p的地址的指向变化

    图3

      程序被编译和链接后,a、p被替换成相应的地址。使用*p的话,要先通过地址0XF0A0取得变量p本身的值,这个值是变量a的地址,然后再通过这个值取得变量a的数据,前后共有两次运算;而使用a的话,可以通过地址0X1000直接取得它的数据,只需要一步运算。也就是说使用指针是间接获取数据,使用变量名是直接获取数据,前者比后者的代价要高。指针除了可以获取内存上的数据,也可以修改内存上的数据,比如:

      #include

      int main(){

      int a = 15, b = 99, c = 222;

      int *p = &a; //定义指针变量

      *p=b; //通过指针变量修改内存上的数据

      c= *p; //通过指针变量获取内存上的数据

      printf("%d,%d,%d,%d\n",a,b,c,*p);

      return 0;

      }

      运行结果:

      99,99,99,99

      *p代表的是a中的数据,它等价于a,可以将另外的一份数据赋值给它,也可以将它赋值给另外的一个变量。*在不同的场景下有不同的作用:*可以用在指针变量的定义中,表明这是一个指针变量,以和普通变量区分开;使用指针变量时在前面加*表示获取指针指向的数据,或者说表示的是指针指向的数据本身。也就是说定义指针变量时的*和使用指针变量时的*意义完全不同。笔者以下面的代码例子为例:

      int *p=&a;

      *p=100;

      第1行代码中*用来指明p是一个指针变量,第2行代码中*用来获取指针指向的数据。此时我们需要注意的地方是,给指针变量本身赋值时不能加*。接下来我们修改上面的语句:

      int *p;

      p = &a;

      *p=100;

      第2行代码中的p前面就不能加*。另外指针变量也可以出现在普通变量能出现的任何表达式中,比如:

      int x,y, *px=&x, *py=&y;

      y= *px+5; //表示把x的内容加5并赋给y, *px+5相当于(*px)+5

      y= ++*px; //px的内容加上1之后赋给y, ++*px相当于++(*px)

      y= *px++; //相当于y=(*px)++

      py=px;//把一个指针的值赋给另一个指针

      具体例子:通过指针交换两个变量的值。

      #include

      int main(){

      int a = 100, b = 999, temp;

      int *pa = &a, *pb = &b;

      printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

      /*****开始交换*****/

      temp= *pa; //将a的值先保存起来

      *pa= *pb; //将b的值交给a

      *pb= temp; //再将保存起来的a的值交给b

      /*****结束交换*****/

      printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

      return 0;

      }

      运行结果:

      a=100,b=999

      a=999,b=100

      从上面的运行结果我们可以观察到,a、b的值已经发生了交换。此时需要我们注意的地方是临时变量temp,它的作用特别重要,因为执行*pa=*pb;语句后a的值会被b的值覆盖,如果不先将a的值保存起来以后就找不到了。

      ◎关于*和&的谜题

      假设有一个int类型的变量a,pa是指向它的指针,那么*&a和&*pa分别是代表什么意思呢?

      *&a可以理解为*(&a),&a表示取变量a的地址(等价于pa),*(&a)表示取这个地址上的数据(等价于*pa),绕来绕去,又回到了原点,*&a仍然等价于a。

      &*pa可以理解为&(*pa),*pa表示取得pa指向的数据(等价于a),&(*pa)表示数据的地址(等价于&a),所以&*pa等价于pa。

      ◎对星号*的总结

      在我们目前所学到的语法中,星号*主要有三种用途:

      ①表示乘法,比如int a = 3, b = 5, c; c=a*b;,这是最容易理解的。

      ②表示定义一个指针变量,以和普通变量区分开,比如int a=100;int *p=&a;。

      ③表示获取指针指向的数据,是一种间接操作,比如int a,b, *p=&a; *p=100; b=*p;。

      本次C语言基础之指针变量的讲解到此暂告一段落,如果以后有内容的补充和修改的话,笔者会继续在此补充和修改,同时也欢迎大家对本次的讲解提出建议和补充。最后希望本次的讲解对大家学习C语言能起到一定的帮助作用!

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