关于 C 语言指针类型的总结

2024-10-25
福建
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前言

我个人将目前在 C 语言中所遇到的指针归类为 8 种，至于为何写第九点，是因为我个人认为第九点极容易与第五点混淆，故总结如下：

1.普通指针

普通指针即最常见的如：int * 、 char*等
甚至于也可将一个数组如 arr[5]的数组名 arr 看作是指针类型（因为指针本质上就是地址，而 arr 是该数组首元素的地址）
但是值得注意的是 sizeof (arr) 与 &arr 两种情况所代表的是整个数组的地址，首元素地址和整个数组地址在值上虽然相同，但在各自+1、-1 操作所跨越的空间极为悬殊，前者+1 只跳过一个元素，后者+1 则是跳过整个数组。

2.野指针

野指针概念：指针指向的位置不可知（随机的、不正确的、没有明确限制的）
以下介绍几种野指针情况
①指针未初始化

#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;}

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②指针越界访问

 #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;

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③指针指向的空间释放
 #include <stdio.h>
 int* test()
 {
 int n = 100;
 return &n;
 }
 int main()
 {
 int*p = test();
 printf("%d\n", *p);
 return 0;
 }
出函数的时候变量 n 申请的空间会归还给操作系统存在 p 中的地址没有指向的空间

3.无符号型指针（泛型指针）

无符号型指针即 void * 型
void*可以用来接收任何类型的地址，这是其优点，但需要注意的是
void*类型的指针不能直接进行指针的+-整数的运算。
注：一般 void*指针使用在函数参数部分，使得一个函数可以处理多种类型的数据，以实现泛型编程的效果。
#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	void* pa = &a;
	void* pc = &a;
	*pa = 10;
 *pc = 0;
	return 0;
}
这里我们可以看到， void* 类型的指针可以接收不同类型的地址，但是无法直接进行指针运算。

4.二级指针

二级指针概念：存放一级指针地址的指针（本质上还是地址）

至于是跳过 4 个还是 8 个字节取决于当前是几位的操作系统。

5.数组指针

数组指针概念：存放的是数组的地址，是能够指向数组的指针变量。

上图 p2 就是数组指针变量，详细分析可见第 8 点。

数组指针的初始化：int(*p)[10] = &arr;

6.函数指针

函数指针概念：函数指针变量是⽤来存放函数地址的
函数名就是函数的地址，当然也可以通过 &函数名获得函数的地址，两者等价。**

7.结构体指针

struct Test
{ int Num;
char *pcName;
short sDate;
char cha[2];
short sBa[4];
}*p = (struct Test*)0x100000;

如图：P 就是结构体指针变量（指向结构体）

注：p+1 跳过的是一个结构体的大小。

8.文件指针

FILE pf; // 文件指针变量**
定义 pf 是⼀个指向 FILE 类型数据的指针变量。可以使 pf 指向某个文件的文件信息区（是⼀个结构体变量）。通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件。
即通过文件指针变量能够间接找到与它关联的文件。
至于 FILE 类型数据解释如下：
每个被使用的文件都在内存中开辟了⼀个相应的文件信息区，用来存放文件的相关信息（如文件的名字，文件状态及文件当前的位置等）。这些信息是保存在⼀个结构体变量中的。该结构体类型是由系统声明的，取名 FILE.
不同的 C 编译器的 FILE 类型包含的内容不完全相同，但是大同小异。每当打开⼀个文件的时候，系统会根据文件的情况自动创建⼀个 FILE 结构的变量，并填充其中的信息。
⼀般都是通过⼀个 FILE 的指针来维护这个 FILE 结构的变量，这样使用起来更加方便。