C 指针基础知识用例子解释——第一部分

任何在 Linux 环境下工作的人（不仅仅是开发人员），都应该了解 C 编程语言的基础知识并编写一些基本的 C 程序。

这篇文章是我们正在进行的关于 C 编程语言的系列文章的一部分。

指针的概念是 C/C++ 语言最强大的基础之一。

通过指针，开发人员可以直接从他/她的代码中访问内存，这使得与内存相关的操作非常快。但是，一如既往，强大的力量伴随着巨大的责任。

开发人员必须非常小心地使用指针，以避免一些可能成为调试噩梦的问题。

在本文中，我们将通过 C 语言中的示例来研究指针的基本概念。

什么是指针？

与其他可以存储值的普通变量不同，指针是可以保存变量地址的特殊变量。由于它们存储变量的内存地址，因此指针通常被称为“指向变量”。让我们试着理解这个概念。

如上图所示：

• 普通变量“var”的内存地址为 1001，值为 50。
• 指针变量有自己的地址2047，但存储为1001，即变量“var”的地址

如何声明一个指针？

一个指针声明为：

<pointer type> *<pointer-name>

在上面的声明中：

1. pointer-type ：它指定指针的类型。它可以是int、char、float等。这个类型指定了这个指针可以存储其地址的变量的类型。
2. 指针名称：它可以是用户指定的任何名称。从专业上讲，每个代码都遵循一些编码风格。指针名称通常以“p”开头或以“ptr”结尾

指针声明的一个例子可以是：

char *chptr;

在上面的声明中，'char' 表示指针类型，chptr 是指针的名称，而星号 '*' 表示 'chptr' 是一个指针变量。

如何初始化指针？

指针的初始化方式如下：

<pointer declaration(except semicolon)> = <address of a variable>

OR 

<pointer declaration> 
<name-of-pointer> = <address of a variable>

请注意，上面的变量类型应该与指针类型相同。（虽然这不是一个严格的规则，但对于初学者来说应该记住这一点）。

例如 ：

char ch = 'c'; 
char *chptr = &ch; //initialize 

OR 

char ch = 'c'; 
char *chptr; 
chptr = &ch //initialize

在上面的代码中，我们声明了一个字符变量 ch 来存储值 'c'。现在，我们声明了一个字符指针 'chptr' 并用变量 'ch' 的地址初始化它。

请注意，'&' 运算符用于访问任何类型变量的地址。

如何使用指针？

指针可以在两种情况下使用。

上下文1：用于访问指针存储的内存地址的变量的地址。

再次考虑以下代码：

char ch = 'c'; 
   char *chptr = &ch;

现在，每当我们在上面两行之后的代码中引用名称“chptr”时，编译器都会尝试获取该指针变量包含的值，即指针指向的变量（ch）的地址。即'chptr' 给出的值将等于'&ch'。

例如 ：

char *ptr = chptr;

'chptr' 持有的值（在这种情况下是变量 'ch' 的地址）被分配给新的指针 'ptr'。

上下文 2：用于访问指针存储其内存地址的变量的值。

继续上面使用的一段代码：

char ch = 'c';
char t;
char *chptr = &ch;
t = *chptr;

我们看到在上面的最后一行中，我们在指针名称之前使用了“*”。这个星号运算符有什么作用？

好吧，当应用于指针变量名称时（如上面的最后一行），此运算符会产生此指针指向的变量的值。这意味着，在这种情况下，'*chptr' 将产生 chptr 持有的地址中保存的值。由于 'chptr' 保存变量 'ch' 的地址并且 'ch' 的值为 'c'，所以 '*chptr' 产生 'c'。

与指针一起使用时，星号“*”运算符也称为“值”运算符。

C 指针的一个例子

考虑以下代码：

代码 ：

#include <stdio.h> 

int main(void) 
{ 
    char ch = 'c'; 
    char *chptr = &ch; 

    int i = 20; 
    int *intptr = &i; 

    float f = 1.20000; 
    float *fptr = &f; 

    char *ptr = "I am a string"; 

    printf("\n [%c], [%d], [%f], [%c], [%s]\n", *chptr, *intptr, *fptr, *ptr, ptr);

    return 0; 
}

输出 ：

$ ./pointers 

 [c], [20], [1.200000], [I], [I am a string]

要调试 C 程序，请使用gdb。上面的代码涵盖了所有常见的指针。他们中的前三个现在很容易理解，所以让我们专注于第四个。在第四个例子中，一个字符指针指向一个字符串。

在 C 中，字符串只不过是一个字符数组。所以我们在 C 中没有凝视指针。它也是用于字符串的字符指针。

现在，谈到字符串，当我们将指针指向字符串时，默认情况下它保存字符串第一个字符的地址。让我们试着更好地理解它。

内存中的字符串 'I am String' 被放置为：

1001   1002    1003    1004   1005   1006   1007   1008   1009   1010
I      a       m       S      t      r      i      n      g      \0

由于每个字符占用一个字节，因此它们在内存中的放置方式如上。注意最后一个字符，它是一个空字符，在 C 中默认放置在每个字符串的末尾。这个空字符表示字符串的结尾。

现在回到重点，任何指向字符串的字符指针都存储字符串的第一个字符的地址。在上面的代码中，'ptr' 保存了字符 'I' 的地址，即 1001。现在，当我们将 'value of' 运算符 '*' 应用于 'ptr' 时，我们打算获取地址 1001 处的值，即'I' 因此当我们打印 '*ptr' 时，我们得到 'I' 作为输出。

此外，如果我们将格式说明符指定为 '%s' 并使用 'ptr'（包含字符串的起始地址），则使用 printf 打印完整的字符串。这个概念是 %s 说明符需要字符串的起始字节的地址来显示完整的字符串，我们使用 'ptr' 提供它（我们知道它保存字符串的起始字节地址）。我们可以将其视为上面输出中的最后一个打印。

指针作为结构对象

考虑以下代码：

代码：

#include<stdio.h> 

struct st{ 
int a; 
char ch; 
}; 

int main(void) 
{ 
    struct st obj; 
    struct st *stobj = &obj; 

    stobj->a = 5; 
    stobj->ch = 'a'; 

    printf("\n [%d] [%c]\n", stobj->a, stobj->ch); 
    return 0; 
}

输出：

$ ./pointers 

 [5] [a]

在上面的代码中，我们声明了一个“struct st”类型的指针 stobj。现在由于指针类型是一个结构，所以它指向的地址必须是一个“struct st”类型变量（在这种情况下是“obj”）。另一个有趣的部分是如何使用指针变量 'stobj' 访问结构元素。是的，在处理指针对象时，使用箭头运算符 -> 而不是 '.' 是一种标准。运算符（如果我们使用 'obj' 来访问结构元素，它会被使用）。

总而言之，在本文中，我们从头开始研究 C 中指针的概念，然后在我们对更复杂的主题（例如将指针用作结构对象）的理解的基础上慢慢建立。这是一个基础教程，我们将在本文的第二部分介绍更复杂的指针概念。