前言
指针是 C 语言最难、最核心的知识点,前期学数组、函数传参都会和指针挂钩,整理课堂全部指针内容,概念 + 语法 + 代码逻辑一次性梳理清楚,避开野指针、空指针、地址传递等新手高频坑。
一、指针基础概念
1. 地址
计算机给内存每个字节空间分配唯一编号,这个编号就是地址;内存按字节编址,所有变量、数组、代码都存在对应地址空间里。
2. 指针
指针本质就是内存地址,地址等价于指针;指针自带类型,类型决定访问内存时读取多少字节数据。
3. 指针变量
专门用来存放内存地址的变量,日常说的 “指针” 大多指代指针变量。
二、指针两大核心运算符
1. & 取地址运算符
- 作用:获取变量在内存中的首地址;
- 使用限制:只能作用于左值(普通变量、数组元素),常量、表达式不能取地址;
- 类型变化:普通 int 变量取地址后变为
int *指针类型;
int num = 10; # // 获取num变量的内存首地址2. * 解引用 / 取值运算符
- 作用:拿到指针存储的地址,访问该地址对应的内存数据;
- 使用限制:只能作用于指针类型,普通变量不能直接用 *;
- 类型变化:
int *指针解引用后变回普通 int 类型; - 可做左值:
*p = 100代表修改指针指向空间的值;
int a = 20; int *p = &a; *p = 666; // 修改a的值为666三、指针变量定义规则
1. 标准定义格式
数据类型 *变量名; // 示例 int *p; // 指向int类型空间的指针 char *p; // 指向char类型空间的指针 float *p; // 指向float类型空间的指针 double *p; // 指向double类型空间的指针 // 同时定义多个指针,每个变量前都要加* int *p1, *p2;2. 关键特性:所有指针变量占用空间大小统一
不管是 int、char、double*,所有指针变量都占 8 字节,指针类型只决定解引用时读取字节数,不改变指针自身存储空间。
3. 野指针
- 定义:未初始化的指针、指向已经释放 / 销毁空间的指针;
- 风险:野指针存储随机地址,对野指针
*解引用会造成程序崩溃; - 规范:定义指针必须初始化,杜绝野指针。
4. 空指针 NULL
- 定义:指向内存地址
0x0的指针,用宏NULL表示;
int *p = NULL;- 注意:0x0 地址是系统只读保护区域,禁止对空指针解引用
*p,运行直接崩溃; - 用途:初始化指针、判断指针是否有效。
5. 不同类型指针含义
表格
| 写法 | 含义 |
|---|---|
| int *p | 指针指向一块 int 大小的内存空间,解引用一次读取 4 字节 |
| char *p | 指针指向 char 空间,解引用读取 1 字节 |
| float *p | 指针指向 float 空间,解引用读取 4 字节 |
| double *p | 指针指向 double 空间,解引用读取 8 字节 |
四、指针两种操作含义
假设有int a = 100; int *p = &a;
p:操作指针变量本身,修改 p 的值等于修改指针的指向;*p:操作指针指向的内存空间,不会改变 p 存的地址,只会修改 a 里面的数据。
指针赋值示例
int a = 100, b = 200; int *p = &a; int *q = &b; p = &b; // 修改指针p,让p指向b p = q; // 把q存储的地址拷贝给p,p和q同时指向b *p = b; // 将b的值写入p指向的空间(b覆盖a) *p = *q; // 把q指向的数据赋值给p指向的空间五、指针算术运算
指针只能做+、-、++、--、指针相减,不能做乘除运算。
p++:向内存高地址偏移,偏移字节数 = 指针对应数据类型字节数- int* p++ 向后偏移 4 字节;char* p++ 向后偏移 1 字节
p--:向内存低地址偏移对应类型字节;*p++等价(*p), p++:先取 p 指向的值,再让指针后移;- 两个同类型指针相减:结果是两个地址之间相差元素个数,不是字节数。
六、指针做函数参数(地址传递核心)
1. 值传递 vs 地址传递
- 值传递:实参拷贝数值给形参,形参是副本,修改形参无法影响外部实参;
- 地址传递:把实参的内存地址传给指针形参,函数内通过
*形参直接操作外部变量,能修改实原值; - 核心用途:利用地址传递,实现函数同时返回多个修改结果。
示例:交换两个数字(不用指针无法实现)
#include <stdio.h> void swap(int *x, int *y) { int temp = *x; *x = *y; *y = temp; } int main() { int a = 10, b = 20; swap(&a, &b); // 传入地址,地址传递 printf("a=%d b=%d",a,b); return 0; }七、一维数组与指针深度关系
1. 数组名本质
数组名a是指向数组首元素的指针常量,等价于&a[0];
int a[5] = {1,2,3,4,5}; int *p = a; // 等同于 int *p = &a[0];2. 数组下标和指针完全等价
plaintext
a[n] == *(a + n) == *(p + n) == p[n]原理:[]只是语法糖,底层全部转换为指针偏移解引用。
3. 数组名不能当成普通指针的两种场景
sizeof(a):计算整个数组占用总字节,不会退化为指针;&a:取整个数组的地址,类型是数组指针,不是元素指针。
八、一维数组传参三种写法(底层全是指针)
数组传参本质只传递首元素地址,数组长度需要额外传参:
int a[10]; // 写法1:数组形式 int fun(int array[], int len); // 写法2:固定长度数组(无实际限制,仅语法) int fun(int array[10], int len); // 写法3:标准指针形式(推荐) int fun(int *parray, int len);九、新手指针避坑总结
- 指针必须初始化,未初始化是野指针,严禁直接解引用;
- 空指针 NULL 不能做
*解引用操作,程序直接崩溃; - 值传递改不了外部变量,想要修改必须传地址(指针参数);
- 数组名是指针常量,不能写
a = p;给数组名重新赋值; - 指针加减偏移量看自身类型,char每次移 1 字节,int每次移 4 字节;
- 所有指针变量自身都是 8 字节,区别只在解引用读取的数据宽度;
*p++优先级:先取值,再移动指针,不要写成(*p)++;- 数组传参只会传首地址,函数内无法用 sizeof 获取数组真实长度,必须手动传入 len。