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一、概述
在大学的宿舍里，每个宿舍都有属于自己的编号（比如：222），每一栋楼也有属于自己名字或者编号（比如：慧苑，B05）。通过这些编号，我们在点外卖的时候，直接将宿舍楼和宿舍号写在地址上，外卖小哥就会将你所点的食物送到对应的宿舍。如果，没有这些编号，你该怎么直接描述地址呢？让小哥一个一个找吗？效率低。
在计算机中，也和上述案例一样。
计算上CPU（中央处理器）在处理数据的时候，需要的数据是在内存中读取的，处理后的数据也会放回内存中，那我们买电脑的时候，电脑上内存是8GB/16GB/32GB等，那这些内存空间如何⾼效的管理呢？
其实也是把内存划分为⼀个个的内存单元，每个内存单元的⼤⼩取1个字节。
补充：关于计算机中常见的单位：
bit - ⽐特位
byte - 字节
KB
MB
GB
TB
PB
1byte = 8bit
1KB = 1024byte
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB
每个内存单元就相当于一个学生的宿舍，1个字节里面8个比特位，就相当于一个宿舍里面住了8个学生。
每个内存单元都有对应的编号，相当于每个宿舍都有自己的宿舍号，有了这个内存单元的编号，CPU就可以快速找到⼀个内存空间。
⽣活中我们把⻔牌号也叫地址，在计算机中我们把内存单元的编号也称为地址。C语⾔中给地址起了新的名字叫：指针。
于是，你可以这么理解：内存的编号 = 地址 = 指针
二、指针变量和地址
2.1 取地址操作符
“ & ” 这个符号，在前面scanf（）函数中我们遇到过，是取地址符号
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
&a;
printf("%p\n", &a);
return 0;
}
会打印处理：006FFD70
&a取出的是a所占4个字节中地址较⼩的字节的地
址。
虽然整型变量占⽤4个字节，我们只要知道了第⼀个字节地址，顺藤摸⽠访问到4个字节的数据也是可⾏的。
2.2 指针变量和解引用操作符
2.2.1 指针变量
0x006FFD70，这个数值有时候也是需要存储起来，⽅便后期再使⽤的
一般存在 指针变量中
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a;//取出a的地址并存储到指针变量pa中
return 0;
}
指针变量也是一种变量，只不过这种变量是用来存放地址的
2.2.2 拆解指针类型
int a = 10;
int * pa = &a;
这⾥pa左边写的是 int* ， * 是在说明pa是指针变量，⽽前⾯的 int 是在说明pa指向的是整型(int)类型的对象。
char ch = 'w';
pc = &ch;
char *pc = &ch;
2.2.4 解引用操作符
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 100;
int* pa = &a;
*pa = 0;
return 0;
}
*pa 的意思就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，*pa其实就是a变量了；所以==*pa = 0==，这个操作符是把a改成了0.
2.3 指针变量的大小
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(char*));
printf("%zd\n", sizeof(short*));
printf("%zd\n", sizeof(int*));
printf("%zd\n", sizeof(double*));
return 0;
}
三、指针变量的意义
既然指针变量在同一环境下的大小都一样，难么还有意义吗？
3.1 指针的解引用
//代码1
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0x11223344;
int *pi = &n;
*pi = 0;
return 0;
}
//代码2
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0x11223344;
char *pc = (char *)&n;
*pc = 0;
return 0;
}
调试我们可以看到，代码1会将n的4个字节全部改为0，但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。
指针±整数
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 10;
char* pc = (char*)&n;
int* pi = &n;
printf("%p\n", &n);
printf("%p\n", pc);
printf("%p\n", pc + 1);
printf("%p\n", pi);
printf("%p\n", pi + 1);
return 0;
}
我们可以看出， char* 类型的指针变量+1跳过1个字节， int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节。
这就是指针变量的类型差异带来的变化。
四、 const修饰指针
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10;
int b = 10;
const int* p1 = &a;
p1 = &b; //正确
//*p1 = 100; 报错
printf("const修饰的是指针时，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改\n");
int* const p2 = &a;
//p2 = &b; //错误
*p2 = 100; //正确
printf("const修饰的是常量时，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改\n");
//const既修饰指针又修饰常量
const int* const p3 = &a;
//p3 = &b; //错误
//*p3 = 100; //错误
printf("const既修饰指针又修饰常量时，指针指向和指针指向的值都不可以更改\n");
return 0;
}
五、指针运算
5.1 指针± 整数
因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀个元素的地址，顺藤摸⽠就能找到后⾯的所有元素。
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
//指针+- 整数
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = &arr[0];
int i = 0;
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));//p+i 这⾥就是指针+整数
}
return 0;
}
5.2 指针-指针
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int my_strlen(char* s)
{
char* p = s;
while (*p != '\0')
p++;
return p - s;
}
int main()
{
printf("%d\n", my_strlen("abc"));
return 0;
}
5.3 指针的关系运算
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = &arr[0];
int i = 0;
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
while (p < arr + sz) //指针的⼤⼩⽐较
{
printf("%d ", *p);
p++;
}
return 0;
}
六、野指针
概述
野指针即野狗，野狗即野指针，如果我们放任不管，后果不堪设想，存在危险。
6.1 野指针成因
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int* p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值
*p = 20;
return 0;
}
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int* p = &arr[0];
int i = 0;
for (i = 0; i <= 11; i++)
{
//当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针
*(p++) = i;
}
return 0;
}
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int* test()
{
int n = 100;
return &n;
}
int main()
{
int* p = test();
printf("%d\n", *p);
return 0;
}
6.2 如何规避野指针
针对上面的成因，我们就能去避免出现野指针
如果明确知道指针指向哪⾥就直接赋值地址，如果不知道指针应该指向哪⾥，可以给指针赋值NULL.
NULL 是C语⾔中定义的⼀个标识符常量，值是0，0也是地址，这个地址是⽆法使⽤的，读写该地址
会报错。
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
int* p1 = #
int* p2 = NULL;
return 0;
}
就是不超过范围，自己把握
当指针变量指向⼀块区域的时候，我们可以通过指针访问该区域，后期不再使⽤这个指针访问空间的
时候，我们可以把该指针置为NULL。因为约定俗成的⼀个规则就是：只要是NULL指针就不去访问，
同时使⽤指针之前可以判断指针是否为NULL。
就是把野狗给拴起。拴起来后，也不能接近它，要绕着走，不能条狗，可远观，不可亵玩焉。
对有指针，我们要先判断是否为NULL，不是的话，才可以去使用
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,67,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];
for(i=0; i<10; i++)
{
*(p++) = i;
}
//此时p已经越界了，可以把p置为NULL
p = NULL;
//下次使⽤的时候，判断p不为NULL的时候再使⽤
//...
p = &arr[0];//重新让p获得地址
if(p != NULL) //判断
{
//...
}
return 0;
}
七、assert断言
#define NDEBUG
#include <assert.h>
assert() 宏接受⼀个表达式作为参数。如果该表达式为真（返回值⾮零）， assert() 不会产⽣
任何作⽤，程序继续运⾏。如果该表达式为假（返回值为零）， assert() 就会报错，在标准错误
流 stderr 中写⼊⼀条错误信息，显⽰没有通过的表达式，以及包含这个表达式的⽂件名和⾏号。
⼀般我们可以在debug中使⽤，在release版本中选择禁⽤assert就⾏，在VS这样的集成开发环境中，
在release版本中，直接就是优化掉了。这样在debug版本写有利于程序员排查问题，在release版本不
影响⽤⼾使⽤时程序的效率。
八、指针的使用和传址调用
8.1 传址调值
经过深思熟虑，你写出了下面的代码：
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
void Swap1(int x, int y)
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
scanf("%d %d", &a, &b);
printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
Swap1(a, b);
printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
return 0;
}
运行后，发现并没有实现你想要的结果。并没有实现两个整数的交换
此时，我们传递地址：
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
void Swap(int* px, int* py)
{
int z = 0;
z = *px;//z = a
*px = *py;//a=b
*py = z;//b = a
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
printf("交换前:a=%d b=%d\n", a, b);
//传址调用
//
Swap(&a, &b);
printf("交换后:a=%d b=%d\n", a, b);
return 0;
}
strlen模拟实现
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str) {
size_t cnt = 0;
assert(str!=NULL);
while (*str!='\0') {
cnt++;
str++;
}
return cnt;
}
int main() {
size_t len = my_strlen("abcdefg");
printf("%zd\n", len);
return 0;
}
