C语言指针关键知识点总结

一、对星号 * 的总结

在我们目前所学到的语法中，星号主要有三种用途：

• 表示乘法，例如int a = 3, b = 5, c; c = a * b;，这是最容易理解的。
• 表示定义一个指针变量，以和普通变量区分开，例如int a = 100; int *p = &a;。
• 表示获取指针指向的数据，是一种间接操作，例如int a, b, *p = &a; *p = 100; b = *p;。

二、各种指针总结

1、数组指针

如果一个指针指向了数组，我们就称它为数组指针（Array Pointer）

重点： 数组名是常量，它的值不能改变，而数组指针是变量（除非特别指明它是常量），它的值可以任意改变。也就是说，数组名只能指向数组的开头，而数组指针可以先指向数组开头，再指向其他元素。

2、字符串指针

表示方法

第一种方法直接使用字符数组表示字符串，声明一个指针指向字符数组的首地址：

char str[] = "http://c.biancheng.net";
char *pstr = str;

第二种方法是直接使用一个指针指向字符串（也称字符串常量）：

char *str = "http://c.biancheng.net";

两种表示方法的区别：

它们最根本的区别是在内存中的存储区域不一样，字符数组存储在全局数据区或栈区，第二种形式的字符串存储在常量区。全局数据区和栈区的字符串（也包括其他数据）有读取和写入的权限，而常量区的字符串（也包括其他数据）只有读取权限，没有写入权限。

3、指针变量做函数参数

优点： 用指针变量作函数参数可以将函数外部的地址传递到函数内部，使得在函数内部可以操作函数外部的数据，并且这些数据不会随着函数的结束而被销毁。

实例：

void swap(int *p1, int *p2)

4、指针作为函数返回值

定义：C语言允许函数的返回值是一个指针（地址），我们将这样的函数称为指针函数。

实例：

char *strlong(char *str1, char *str2){
    if(strlen(str1) >= strlen(str2)){
        return str1;
    }else{
        return str2;
    }
}

注意： 用指针作为函数返回值时需要注意的一点是，函数运行结束后会销毁在它内部定义的所有局部数据，包括局部变量、局部数组和形式参数，函数返回的指针请尽量不要指向这些数据，C语言没有任何机制来保证这些数据会一直有效，它们在后续使用过程中可能会引发运行时错误。

5、指针数组

定义：如果一个数组中的所有元素保存的都是指针，那么我们就称它为指针数组。

定义形式：

dataType *arrayName[length];

[ ]的优先级高于*，该定义形式应该理解为：

dataType *(arrayName[length]);

6、二维数组指针

定义实例：

int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };
int (*p)[4] = a;

括号中的*表明 p 是一个指针，它指向一个数组，数组的类型为int [4]，这正是 a 所包含的每个一维数组的类型。

使用指针p访问二维数组中的每个元素

1. p指向数组 a 的开头，也即第 0 行；p+1前进一行，指向第 1 行。

2. *(p+1)表示取地址上的数据，也就是整个第 1 行数据。注意是一行数据，是多个数据，不是第 1 行中的第 0 个元素，下面的运行结果有力地证明了这一点：

   #include <stdio.h>
   int main(){
   int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };
   int (p)[4] = a;
   printf("%d\n", sizeof((p+1)));

    return 0;
   

   }

   运行结果：
   16

3. *(p+1)+1表示第 1 行第 1 个元素的地址。

4. ((p+1)+1)表示第 1 行第 1 个元素的值。很明显，增加一个 * 表示取地址上的数据。

指针数组和二维数组指针的区别

指针数组和二维数组指针在定义时非常相似，只是括号的位置不同：

int *(p1[5]);  //指针数组，可以去掉括号直接写作 int *p1[5];
int (*p2)[5];  //二维数组指针，不能去掉括号

7、函数指针

定义：一个函数总是占用一段连续的内存区域，函数名在表达式中有时也会被转换为该函数所在内存区域的首地址，这和数组名非常类似。我们可以把函数的这个首地址（或称入口地址）赋予一个指针变量，使指针变量指向函数所在的内存区域，然后通过指针变量就可以找到并调用该函数。这种指针就是函数指针。

函数指针的定义形式为：

returnType (*pointerName)(param list);

returnType 为函数返回值类型，pointerNmae 为指针名称，param list 为函数参数列表。参数列表中可以同时给出参数的类型和名称，也可以只给出参数的类型，省略参数的名称，这一点和函数原型非常类似。

实例：

#include <stdio.h>

//返回两个数中较大的一个
int max(int a, int b){
    return a>b ? a : b;
}

int main(){
    int x, y, maxval;
    //定义函数指针
    int (*pmax)(int, int) = max;  //也可以写作int (*pmax)(int a, int b)
    printf("Input two numbers:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
    maxval = (*pmax)(x, y);
    printf("Max value: %d\n", maxval);

    return 0;
}

三、指针对比

**辨析：**仅一个括号之差

int *p1[6];  //指针数组
int *(p2[6]);  //指针数组，和上面的形式等价
int (*p3)[6];  //二维数组指针
int (*p4)(int, int);  //函数指针

常见指针变量的定义

定 义	含 义
int *p;	p 可以指向 int 类型的数据，也可以指向类似 int arr[n] 的数组。
int **p;	p 为二级指针，指向 int * 类型的数据。
int *p[n];	p 为指针数组。[ ] 的优先级高于 *，所以应该理解为 int *(p[n]);
int (*p)[n];	p 为二维数组指针。
int *p();	p 是一个函数，它的返回值类型为 int *。
int (*p)();	p 是一个函数指针，指向原型为 int func() 的函数。

四、空指针NULL与NUL以及void指针

1、NULL空指针

NULL 是“零值、等于零”的意思，在C语言中表示空指针。从表面上理解，空指针是不指向任何数据的指针，是无效指针，程序使用它不会产生效果。

NULL 是在stdio.h中定义的一个宏，它的具体内容为：

#define NULL ((void *)0)

(void *)0表示把数值 0 强制转换为void *类型，最外层的( )把宏定义的内容括起来，防止发生歧义。从整体上来看，NULL 指向了地址为 0 的内存，而不是前面说的不指向任何数据。

在进程的虚拟地址空间中，最低地址处有一段内存区域被称为保留区，这个区域不存储有效数据，也不能被用户程序访问，将 NULL 指向这块区域很容易检测到违规指针。

2、NUL

NUL 表示字符串的结束标志 ‘\0’，它是ASCII码表中的第 0 个字符。NUL 没有在C语言中定义，仅仅是对 ‘\0’ 的称呼，不能在代码中直接使用。

3、void 指针

void 用在函数定义中可以表示函数没有返回值或者没有形式参数，void * 表示指针指向的数据的类型是未知的。

void *表示一个有效指针，它确实指向实实在在的数据，只是数据的类型尚未确定，在后续使用过程中一般要进行强制类型转换。

C语言动态内存分配函数 malloc() 的返回值就是void *类型，在使用时要进行强制类型转换，请看下面的例子：

#include <stdio.h>

int main(){
    //分配可以保存30个字符的内存，并把返回的指针转换为 char *
    char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * 30);
    gets(str);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

运行结果：
c.biancheng.net↙
c.biancheng.net