Days 11 易混指针学习笔记

前言

指针是 C 语言最难、最核心的知识点，前期学数组、函数传参都会和指针挂钩，整理课堂全部指针内容，概念 + 语法 + 代码逻辑一次性梳理清楚，避开野指针、空指针、地址传递等新手高频坑。

一、指针基础概念

1. 地址

计算机给内存每个字节空间分配唯一编号，这个编号就是地址；内存按字节编址，所有变量、数组、代码都存在对应地址空间里。

2. 指针

指针本质就是内存地址，地址等价于指针；指针自带类型，类型决定访问内存时读取多少字节数据。

3. 指针变量

专门用来存放内存地址的变量，日常说的 “指针” 大多指代指针变量。

二、指针两大核心运算符

1. & 取地址运算符

1. 作用：获取变量在内存中的首地址；
2. 使用限制：只能作用于左值（普通变量、数组元素），常量、表达式不能取地址；
3. 类型变化：普通 int 变量取地址后变为int *指针类型；

int num = 10; # // 获取num变量的内存首地址

2. * 解引用 / 取值运算符

1. 作用：拿到指针存储的地址，访问该地址对应的内存数据；
2. 使用限制：只能作用于指针类型，普通变量不能直接用 *；
3. 类型变化：int *指针解引用后变回普通 int 类型；
4. 可做左值：*p = 100代表修改指针指向空间的值；

int a = 20; int *p = &a; *p = 666; // 修改a的值为666

三、指针变量定义规则

1. 标准定义格式

数据类型 *变量名; // 示例 int *p; // 指向int类型空间的指针 char *p; // 指向char类型空间的指针 float *p; // 指向float类型空间的指针 double *p; // 指向double类型空间的指针 // 同时定义多个指针，每个变量前都要加* int *p1, *p2;

2. 关键特性：所有指针变量占用空间大小统一

不管是 int、char、double*，所有指针变量都占 8 字节，指针类型只决定解引用时读取字节数，不改变指针自身存储空间。

3. 野指针

• 定义：未初始化的指针、指向已经释放 / 销毁空间的指针；
• 风险：野指针存储随机地址，对野指针*解引用会造成程序崩溃；
• 规范：定义指针必须初始化，杜绝野指针。

4. 空指针 NULL

1. 定义：指向内存地址0x0的指针，用宏NULL表示；

int *p = NULL;

1. 注意：0x0 地址是系统只读保护区域，禁止对空指针解引用*p，运行直接崩溃；
2. 用途：初始化指针、判断指针是否有效。

5. 不同类型指针含义

表格

四、指针两种操作含义

假设有int a = 100; int *p = &a;

1. p：操作指针变量本身，修改 p 的值等于修改指针的指向；
2. *p：操作指针指向的内存空间，不会改变 p 存的地址，只会修改 a 里面的数据。

指针赋值示例

int a = 100, b = 200; int *p = &a; int *q = &b; p = &b; // 修改指针p，让p指向b p = q; // 把q存储的地址拷贝给p，p和q同时指向b *p = b; // 将b的值写入p指向的空间（b覆盖a） *p = *q; // 把q指向的数据赋值给p指向的空间

五、指针算术运算

指针只能做+、-、++、--、指针相减，不能做乘除运算。

1. p++：向内存高地址偏移，偏移字节数 = 指针对应数据类型字节数
   • int* p++ 向后偏移 4 字节；char* p++ 向后偏移 1 字节
2. p--：向内存低地址偏移对应类型字节；
3. *p++等价(*p), p++：先取 p 指向的值，再让指针后移；
4. 两个同类型指针相减：结果是两个地址之间相差元素个数，不是字节数。

六、指针做函数参数（地址传递核心）

1. 值传递 vs 地址传递

1. 值传递：实参拷贝数值给形参，形参是副本，修改形参无法影响外部实参；
2. 地址传递：把实参的内存地址传给指针形参，函数内通过*形参直接操作外部变量，能修改实原值；
3. 核心用途：利用地址传递，实现函数同时返回多个修改结果。

示例：交换两个数字（不用指针无法实现）

#include <stdio.h> void swap(int *x, int *y) { int temp = *x; *x = *y; *y = temp; } int main() { int a = 10, b = 20; swap(&a, &b); // 传入地址，地址传递 printf("a=%d b=%d",a,b); return 0; }

七、一维数组与指针深度关系

1. 数组名本质

数组名a是指向数组首元素的指针常量，等价于&a[0]；

int a[5] = {1,2,3,4,5}; int *p = a; // 等同于 int *p = &a[0];

2. 数组下标和指针完全等价

plaintext

a[n] == *(a + n) == *(p + n) == p[n]

原理：[]只是语法糖，底层全部转换为指针偏移解引用。

3. 数组名不能当成普通指针的两种场景

1. sizeof(a)：计算整个数组占用总字节，不会退化为指针；
2. &a：取整个数组的地址，类型是数组指针，不是元素指针。

八、一维数组传参三种写法（底层全是指针）

数组传参本质只传递首元素地址，数组长度需要额外传参：

int a[10]; // 写法1：数组形式 int fun(int array[], int len); // 写法2：固定长度数组（无实际限制，仅语法） int fun(int array[10], int len); // 写法3：标准指针形式（推荐） int fun(int *parray, int len);

九、新手指针避坑总结

1. 指针必须初始化，未初始化是野指针，严禁直接解引用；
2. 空指针 NULL 不能做*解引用操作，程序直接崩溃；
3. 值传递改不了外部变量，想要修改必须传地址（指针参数）；
4. 数组名是指针常量，不能写a = p;给数组名重新赋值；
5. 指针加减偏移量看自身类型，char每次移 1 字节，int每次移 4 字节；
6. 所有指针变量自身都是 8 字节，区别只在解引用读取的数据宽度；
7. *p++优先级：先取值，再移动指针，不要写成(*p)++；
8. 数组传参只会传首地址，函数内无法用 sizeof 获取数组真实长度，必须手动传入 len。