【C语言】指针的算术运算

之前在学习指针时，我们知道指针其实也是一种变量，既然这样，那么指针应该和普通变量一样，可以进行算术运算。下面我们介绍指针的加减运算。

先看一个实例：

#include <stdio.h>  
  
int main()  
{  
    int arr[10] = {1,2,3,4};  
    int *p = arr;  
    *p = 10;
    printf("%d\n",*p);  
    p++;
    *p = 20;  
    printf("%d\n",*p); 

    return 0;  
}

关于上述实例中的p++，可能会有以下三种情况：

1.加一个数组；

2.加一个字节；

3.加一个指针。

在上述例子中，我们定义了一个整形数组arr，p指向数组首地址。假设其首地址为1000，则整个数组对应的地址如下：

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图1 数组arr对应地址

*p = 10，是将数组首元素的值改为10：

图2 修改数组arr首元素的内容

第一种情况：加一个数组；

图3 指针p向后移一个数组

这种情况是无意义的。使用指针的目的就是访问数组内的元素，若为加一个数组，则直接到数组的后一个地址，并没有访问数组内元素，所以这种情况可以排除。

第二种情况：加一个字节；

数组arr为整型，每一个单元格占4个字节，我们把前两个单元格用字节的形式画出。arr[0]=10，十进制的10转化为十六进制为0xa。a占用4个字节，也就是8位，即0x0000000a。十进制的2转化为十六进制为0x00000002。因电脑使用的小端，即低地址存放小数据，如下图所示：

图4 前两个数组元素

当p为加一个字节时，将*p赋值为20，十六进制为0x00000014，则：

图5 指针p加一个字节

此时arr[0]的值为0x140a，转化为十进制为5130。arr[1]=2，显然与我们想要的结果不符。

第三种情况：加一个单元格；p向后加一个单元格，即指向arr[1]。将arr[1]修改为20，如图：

图6 指针p加一个单元格

将arr[0]和arr[1]转化为十进制分别为10，20，此时结果才是正确的。说明对于整型指针p++，应为加一个单元格，也就是四个字节。因此指针的加法和减法是需要调整的，调整的权重是sizeof(指针去掉一个*)。

下面是指针加法的一些实例：

#include <stdio.h>  
  
int main()  
{  
    int *p = (int *)1000;  
    printf("%d\n",p+5);//1020  
    printf("%d\n",(short *) p+5);//1010  
    printf("%d\n",(unsigned long *)p+5);//1020  
    printf("%d\n",(double *)p+5);//1040  
    printf("%d\n",(char ***)p+5);//1020  
    printf("%d\n",(char *)p+5);//1005  
    printf("%d\n",(long long)p+5);//1005  
  
    return 0;  
}

运行结果：

图7 指针加法实例运行结果

下面是指针减法的一些实例：

#include <stdio.h>  
  
int main()  
{  
    int *p = (int *)0x2010;  
    printf("%x\n",p-2);//2008  
    printf("%x\n",(float *) p-2);//2008
    printf("%x\n",(double **)p-2);//2008 
    printf("%x\n",(long long *)p-2);//2000
    printf("%x\n",(short *)p-2);//200c 
    printf("%x\n",(char *)p-2);//200e  
    printf("%x\n",(unsigned long)p-2);//200e
  
    return 0;  
}

运行结果：

图8 指针减法实例运行结果

指针加指针非法，指针减指针表示两个指针间隔的单元格数。计算方法：1.算出字节数；2.除以调整权重。下面是指针减指针的实例：

#include <stdio.h>

int main()  
{  
    int arr[10] = {0};//x  
    int *p = &arr[9];//x+36  
    int *q = &arr[1];//x+4  
    printf("%d\n",p-q);//8  
    printf("%d\n",q-p);//-8  
    printf("%d\n",(short *)p-(short *)q);//16  
    printf("%d\n",(long *)p-(long *)q);//8  
    printf("%d\n",(char **)p-(char **)q);//8  
    printf("%d\n",(double *)p-(double *)q);//4  
    printf("%d\n",(long long)p-(long long)q);//32  
    printf("%d\n",(char *)p-(char *)q); //32  
  
    return 0;  
}

运行结果：

图9 指针减指针实例运行结果

【C语言】指针的算术运算

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