【C语言】指针的定义和使用

一、什么是指针

指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，通过地址直接指向内存中该地址的值。由于通过地址能够找到所需的变量存储单元，可以说地址指向该变量存储单元，因此将地址形象化称为"指针"。总而言之，指针就是变量，存放内存单元的地址，存放在指针中的值都会被当作地址处理。

#include <stdio.h>
int main(){int a = 5;  //  在内存中开辟一块存储空间，存放变量a的值5int* p = &a;    //  取出变量a的地址存放在变量p中，p就是一个指针变量//  int* p;//  p = &a;return 0;
}

如下图所示：
此时在内存中开辟一块存储空间，存放变量a的值5；同时定义了一个指针变量p，将变量a的地址赋给指针变量p，此时，指针变量p内存放的就是变量a的地址，通过*p即可访问到指针变量p指向地址的数据，即 *p 的值为 5 。

二、指针类型

所有实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，对应指针的值的类型都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。
1、指针类型决定了指针进行解引用操作的时候，能够访问空间的大小。
int* p;* p能够访问4个字节
char* p; * p能够访问1个字节
double* p; *p能够访问8个字节

2、指针类型决定了指针的步长。例如：

#include <stdio.h>
int main(){int a = 5;  int* pa = &a;char* pc = &a;   printf("pa = %p\n",pa);printf("pa+1 = %p\n",pa+1);printf("pc = %p\n",pc);printf("pc+1 = %p\n",pc+1);return 0;
}

此时定义了3个类型的指针，分别为char *、int *、double *，分别对其进行加1操作，结果如下：

此时int *类型的指针加1操作的步长为4，char * 类型的指针操作步长为1，double * 类型的指针操作步长为8。

三、指针和数组的关系

数组名即该数组首元素的地址，即数组名就是一个指针。

#include <stdio.h>
int main(){int arr[5] = {1,2,3,4,5};int *p = arr;   //  数组名即该数组首元素arr[0]的地址for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ",*(p+i));}  printf("\n");for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ",*(arr+i));}  return 0;
}

运行结果：

四、空指针

在指针声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。

#include <stdio.h>
int main(){int* p = NULL;printf("p的地址是：%p",p);return 0;
}

五、野指针

野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）。
1、野指针形成原因
（1）指针未初始化
例如：

#include <stdio.h>
int main(){int a;	//	局部变量不初始化，默认是随机值int* p; //  局部指针变量未进行初始化，默认为随机值*p = 20;return 0;
}

（2）指针越界访问
例如：

#include <stdio.h>
int main(){int arr[5] = {0};int* p = arr;for (int i = 0; i <= 5; i++){//  当i = 5时，指针的范围超出了数组arr的范围时，p就是野指针*(p++) = i;}return 0;
}

当i = 5时，指针的范围超出了数组arr的范围时，p就是野指针。
（3）指针指向的空间释放
例如：

#include <stdio.h>int* test(){int a = 10;return &a;
}int main(){int* p = test();*p = 20;return 0;
}

当在执行test()函数时，开辟了一块存储空间存放a，执行int* p = test();这条语句，p接收到了test()函数返回的地址，执行完这条语句之后，test()函数中存放a的存储空间被操作系统回收了，此时指针p所指向的地址已经不是先前存放a的地址了，p就成了一个野指针，这时在对*p赋值就会出错。
2、如何规避野指针
（1）指针初始化
（2）避免指针越界
（3）指针指向空间释放时置为NULL
（4）使用指针前检查有效性