上一講已經說過,指針是一種變量,它也有自己的地址,但由于它是專門用來存放地址的變量,所以把它認為是種特殊的變量,既然有著特殊的身份,那么也理應受到特殊的待遇,下面來看看它享受了那些優待。
1.指針的定義
在C語言中,定義一個普通的變量(如整型數),我們這樣做:int i; 而定義一個指針變量(指針)我們需要這樣做:int *p ; 還記得嗎,一個矩形中的值是有類型的,可能是整型,可能是字符型……,它們原本是“清白”的,無類型的,是我們通過一些手段使它們有了類型。當我們做出int i; 這樣一個定義時,編譯器就會分配一個地址(例如200)并和i 關聯起來,而int將限定編譯器把這個區域中的內容作為整型數看待。
矩形內的值被視為int型
現在我們又有了int *p;這個定義,假設p是指向變量i的(見下圖),p中存的是變量i的地址。* 表示p是一個指針,而int表示p中所存的地址對應的變量(即變量i)的類型是int。
p指向i , int *p;中的int是指針p所指向的變量的類型
我們將int稱為指針p的基類型,或指針p所指向的變量的類型。
類似地,我們可以有: char *s ; ( s是指向char型變量的指針 )
float *f ; ( f是指向float型變量的指針 )
double *d ; ( d是指向double型變量的指針 )
由此得到聲明一個指針變量(指針)的一般形式 : 基類型 * 指針名;
有一點要注意,在定義指針時,以下兩種方式都是允許的,例如:
int *ptr1;
int* ptr2;
但一般比較傾向用第一種,因為可以避免以下的誤解:
int* PRt1, ptr2;
這樣的定義方式,容易使人誤以為ptr2也是一個指針,事實上并不是,prt2是一個int型變量,以下的定義方式中ptr1與ptr2才都是指針:
int* ptr1, *ptr2;
2.指針的運算
<1>.&(address-of Operator)取地址操作符:
究竟如何使一個指針指向一個變量呢?后面的語句給出了解答:int *p = &i;& 用于取一個對象的地址(本文說的對象是泛指的某一事物,如變量,數組等,和C++中的對象概念不同),這里用于將i的地址賦給p, 那么指針p就指向了變量i 。上述的語句也可以分開寫,如:int *p; p = &i;
小擴展:(下面大括號中的內容,出涉指針的朋友可以跳過,當然也可以作為擴展知識)
{&的實質:當對一個T類型對象進行 & 操作時,返回的是一個“指向T的指針”類型的常量,即指針常量(pointer constant),在我們使用&運算符時我們并不關心它是如何實現的,因為有編譯器幫我們隱藏了這些細節。
可當我們想要對一個指針賦一個絕對地址的時候,這個問題就體現出來了,而且我們不得不去關注,在C語言中沒有一種內建(built-in)的方法去表示指針常量,所以當我們使用它的時候通常先寫成整型常量的形式,然后再通過強制類型轉換把它轉換成相應的類型,如:int * , double * , char *等。 所以后面所示的做法是不行的: int *p = 0x12345678 ; 正確的方式應為:int *p = (int *) 0x12345678; 也許大家還記得我在第一講中說的要注意指針中只能存放地址,不能將一個非0值整型常量表達式或者其他非地址類型的數據賦給一個指針,原因就在此。在大多數計算機中,內存地址確實是以無符號整型數來表示的,而且多以16進制表示,但我們在C語言中不能用整型數去表示地址,只能用指針常量來表示,因為它是被用來賦給一個指針的。
對于這個賦值問題還可以換一個角度去理解,在C語言中,使用賦值操作符時,賦值操作符左邊和右邊的表達式類型應該是相同的,如果不是,賦值操作符將試圖把右邊表達式的值轉換為左邊的類型。所以如果寫出int *p = 0x12345678 ; 這條語句編譯器會報錯:'=' : cannot convert from ' const int ' to ' int* ' ,因為賦值操作符左邊和右邊的表達式的類型應該相同,而0x12345678是int型常量,p是一個指向int型的指針,兩者類型不同,所以正確的方式是:int *p = (int *) 0x12345678 ; }
<2>.* (Dereference operator) 解引用操作符
* 在定義時用來說明一個變量是指針,而在定義了一個指針之后,我們使用(引用)指針時,*p表示的是p所指向的對象(即i)。也就是說,對于一個已定義的指針使用 * 操作符,將訪問這個指針所指向的對象,我們來看下面的程序:
#include<stdio.h>
int main()
{
int i; /*定義一個int型變量i*/
int *p; /* 定義一個指向int類型的指針p */
i = 2 ; /* 初始化i為2 */
p = &i ; /* 將i的地址賦給p ,即使p指向i */
printf("%d/n", i ) ; /*輸出i的值 */
printf("%d/n", *p ) ; /* 輸出p所指向的存儲單元的值,即i的值*/
return 0 ; /* 標準C語言主函數應返回一個值,用以通知操作系統程序執行成功與否,通常0表示成功*/
}
程序輸出結果為:
2
2
對于 * 操作符,由于它有兩個等價的術語dereference和indirection ,所以在國內的書籍中你會看到各種翻譯方法,如:解引用、解除引用、反引用、反向引用、間接引用、間接訪問……
只要你知道它是用來訪問一個指針所指向的對象的,那么不管它叫什么都不重要了。還是那句話,弄懂是什么,不要在乎叫什么,如果你理解了它的真正含義,大可以簡潔地稱它為“星號”操作符!
3.指針的初始化
ANSI C定義了零指針常量的概念:一個具有0值的整形常量表達式,或者此類表達式被強制轉換為void *類型,則稱為空指針常量,它可以用來初始化或賦給任何類型的指針。也就是說,我們可以將0、0L、'/0'、2–2、0*5以及(void*)0賦給一個任何類型的指針,此后這個指針就成為一個空指針,由系統保證空指針不指向任何對象或函數。
ANSI C還定義了一個宏NULL,用來表示空指針常量。大多數C語言的實現中NULL是采用后面這種方式定義的:#define NULL ((void*)0)。
對指針進行初始化時常用的有以下幾種方式:
1.采用NULL或空指針常量,如:int *p = NULL;或 char *p = 2-2; 或float*p = 0;
2.取一個對象的地址然后賦給一個指針,如:int i = 3; int *ip = &i;
3.將一個指針常量賦給一個指針,如:long *p = (long *)0xfffffff0;
4.將一個T類型數組的名字賦給一個相同類型的指針,如:char ary[100]; char *cp = ary;
5.將一個指針的地址賦給一個指針,如:int i = 3; int *ip = &i;int **pp = &ip;
6.將一個字符串常量賦給一個字符指針,如:char *cp = “abcdefg”;
對指針進行初始化或賦值的實質是將一個地址或同類型(或相兼容的類型)的指針賦給它,而不管這個地址是怎么取得的。要注意的是:對于一個不確定要指向何種類型的指針,在定義它之后最好把它初始化為NULL,并在解引用這個指針時對它進行檢驗,防止解引用空指針。另外,為程序中任何新創建的變量提供一個合法的初始值是一個好習慣,它可以幫你避免一些不必要的麻煩。
4.void *型指針
ANSI C定義了一種void *型指針,表示定義一個指針,但不指定它指向何種類型的數據。void *型指針作為一種通用的指針,可以和其它任何類型的指針(函數指針除外)相互轉化而不需要類型強制轉換,但不能對它進行解引用及下標操作。C語言中的malloc函數的返回值就是一個void *型指針,我們可以把它直接賦給一個其他類型的指針,但從安全的編程風格角度以及兼容性上講,最好還是將返回的指針強制轉換為所需的類型,另外,malloc在無法滿足請求時會通過返回一個空指針來作為“內存分配失敗”的信號,所以要注意返回值指針的判空。
5.指向指針的指針
在指針初始化的第5種方式中提到了用一個指針的地址來初始化一個指針?;貞浺幌律弦恢v的內容:指針是一種變量,它也有自己的地址,所以它本身也是可用指針指向的對象。我們可以將指針的地址存放在另一個指針中,如:
int i = 5000;
int *pi = &i;
int **ppi =π
此時的ppi即是一個指向指針的指針,下圖表示了這些對象:
i的地址為108,pi的內容就是i的地址,而pi的地址為104,ppi的內容即是pi的地址。對ppi解引用照常會得到ppi所指的對象,所獲得的對象是指向int型變量的指針pi。想要真正地訪問到i.,必須對ppi進行兩次解引用,如下面代碼所示:
printf("%d/n", i );
printf("%d/n", *pi );
printf("%d/n", **ppi );
以上三條語句的輸出均為5000。
新聞熱點
疑難解答