C语言基础级——指针定义（1）

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C语言基础级——指针定义（1）

C语言指针，这部分应该是C语言的核心，也是较为复杂的知识，想要学懂并灵活运用起来，对于小白来说要去慢慢的啃。推荐一本书籍《C和指针》，这本书融合了指针与数组、函数、字符串等等，网上有很多电子版本，可以自己去搜检。或者如果大家有需要，可以私信我~~~

指针内容比较多，所以分为几部分，展示给大家，这些我会陆陆续续更新。

指针定义
指针数组、数组指针
字符串指针
指针函数、函数指针
指针、数组、函数
结构体指针
指针、结构体、函数

本节内容主要讲解指针的各个运算符的含义，以及如何普通数据类型与指针数据类型大小为何不同。

1 取址符：&

1.1 普通变量取址

先实现输出变量值，然后输出变量所在的地址。第二部分&param它的意思是取出param变量的地址，并通过printf打印其地址。

int param = 5;

// 打印param的变量值与地址
printf("%d %p\n", param, &param);

在这里插入图片描述

1.1.1 图解：

别名：给 0x7ffff09f67cf4 地址取个名字叫param，param空间存放的是int类型的内容。&param就是该空间的地址（0x7ffff09f67cf4），我们就可以通过这个方式查找到param变量在内存当中的地址，&是地址运算符。
（这里的输出地址每一次执行都是会变化的）

1.1.2 地址运算符和位运算符区别

&运算符符号，其实在取址和位运算当中，一个是单目运算符，另一个是双目运算符。

取址&代表的是取地址符。

  int a = 5;
        
  printf("%d\n", &a);

在这里插入图片描述

位运算&代表的是完成与运算。

 int a = 5;
 int b = 5;
        
 printf("%d\n", a & b);

在这里插入图片描述

注意：

两种写法是等价的。

int num = 5;
int *ptr;

// 这两个也是等价的
ptr = &num;
ptr = & num;

2. 指针变量

// 定义一个指针变量ptr
int *ptr;
// 定义一个普通变量
int param = 5;

// ptr指针变量空间存放param的地址
ptr = &param;

把ptr当作变量来看，那我们知道 &param 是取普通变量本身的地址。

// 输出param的内存地址
printf("&param addr = %p\n", &param);

&ptr就是取指针变量本身所在的地址。

// 输出ptr的内存地址
printf("&ptr addr   = %p\n", &ptr);

ptr = &param, ptr指针指向param地址。或者可以理解为指针变量ptr，本质上它也是一个变量，只是它存放的是param普通变量的地址；

// 输出ptr所保存的地址
printf("ptr addr    = %p\n", ptr);

把上述整合一起：

#include<stdio.h>

int main()
{
    
    
    // 定义一个指针变量ptr
    int *ptr;
    // 定义一个普通变量
    int param = 5;

	// ptr指针变量空间存放param的地址
    ptr = &param;

    // 输出param的内存地址
    printf("&param addr = %p\n", &param);
    // 输出ptr的内存地址
    printf("&ptr addr   = %p\n", &ptr);
    
    // 输出ptr所保存的地址
    printf("ptr addr    = %p\n", ptr);

    return 0;
}

在这里插入图片描述

2.1 间接运算符：*

*ptr的作用是，通过存放在内部的地址（0x7ffdd2d2fb1c），查找到这个地址（0x7ffdd2d2fb1c）里面所存放的值（2）。这个过程其实相当于通过*ptr间接的取出里面的值。（从param也能直接取出里面所存放的值）。
在这里插入图片描述

注意:

间接运算符*和数学相乘运算符*它们不要混淆一起。
两种写法是等价的。

// 等价
int *ptr;
int* ptr;

3. 声明数据类型

简单回顾一下，各个数据类型各占内存空间大小。

#include<stdio.h>

int main()
{
    
    
    // 打印各个数据类型所占的字节数
    printf("int    = %ld\n", sizeof(int));
    printf("char   = %ld\n", sizeof(char));
    printf("float  = %ld\n", sizeof(float));
    printf("double = %ld\n", sizeof(double));
    return 0;
}

在这里插入图片描述

那么不同类型的指针变量是否也和上述的一致呢？一起来先看下实验测试。

#include<stdio.h>

int main()
{
    
    
    printf("int*    = %ld\n", sizeof(int*));
    printf("char*   = %ld\n", sizeof(char*));
    printf("float*  = %ld\n", sizeof(float*));
    printf("double* = %ld\n", sizeof(double*));
    return 0;
}

在这里插入图片描述

实验证明出结果并不一致，与我们猜想完全不一样。这是为什么呢？其实，这和我刚开篇说提到的指针特性有关，C语言指针内部用来存放地址。 地址字节数和系统的位数有关，系统和编译器为64位，那地址空间大小占8个字节；如果系统和编译器为32位，那地址空间大小占4个字节。所以我们先认清楚第一个，指针变量所占的字节数和系统的位数有关系的。

那么接下来我们会产生两个疑问，第一个是指针变量前面的数据类型有什么作用呢？第二个是指针变量本身空间又是什么类型？

int* ptr，它代表的是当前的指针 ptr 所指向的值 *ptr 的为int类型，也就是param存放的数据类型。

int param = 5;
int *ptr;
ptr = &param;

*ptr 本身存放空间的是地址，那这段空间地址是为空数据类型（也就是 void* ），它既不是 int* 也不是 char*，大多数的系统当中，内存地址数据类型都是用空数据类型来表示的。

注意：

int param = 5;

// 两者等价的
int *ptr = &param;

int *ptr;
ptr = &param;

这两者也是等价的，大家对这个等价关系也会产生疑问吧？如何去解释？

第一种解释：
- 第四行：给 *ptr 分配了四个字节空间(0x7ffdd2d2fb20)的同时，在空间内存放地址（0x7ffdd2d2fb1c）。
- 第七行：先给 *ptr 分配四个字节空间(0x7ffdd2d2fb20)，完成此步骤后，再给 *ptr 空间内存放param地址(0x7ffdd2d2fb1c)。
第二种解释：

普通变量表示：

int param = 5;

int ptr = 5;

int ptr;
ptr = 5;

再变换：

int param = 5;

int ptr = &param;

int ptr;
ptr = &param;

最后变化：

把int *ptr 转换成 int* ptr,我们有说过指针变量本质上是一个变量。

int param = 5;

// 两者等价的
(int*) ptr = &param;

(int*) ptr;
ptr = &param;