C指標典例

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C指標典例

2015-03-10 李海沿

一、指標的算術運算

例一、

1、 char a[20];

2、 int *ptr=a;

3、 ptr++;

在上例中，指標ptr的類型是int*,它指向的類型是int，它被初始化為指向整形變數a。接下來的第3句中，指標ptr被加了1，編譯器是這樣處理的：它把指標ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程式中，是被加上了4。由於地址是用位元組做單位的，故ptr所指向的地址由原來的變數a的地址向高地址方向增加了4個位元組。由於char類型的長度是一個位元組，所以，原來ptr是指向數組a的第0號單元開始的四個位元組，此時指向了數組a中從第4號單元開始的四個位元組。

 

例二、

1、 char a[20];

2、 int *ptr=a;

3、 ptr+=5;

在這個例子中，ptr被加上了5，編譯器是這樣處理的：將指標ptr的值加上5乘sizeof(int)，在32位程式中就是加上了5乘4=20。由於地址的單位是位元組，故現在的ptr所指向的地址比起加5後的ptr所指向的地址來說，向高地址方向移動了20個位元組。

在這個例子中，沒加5前的ptr指向數組a的第0號單元開始的四個位元組，加5後，ptr已經指向了數組a的合法範圍之外了。

雖然這種情況在應用上會出問題，但在文法上卻是可以的。這也體現出了指標的靈活性。

如果上例中，ptr是被減去5，那麼處理過程大同小異，只不過ptr的值是被減去5乘sizeof(int)，新的ptr指向的地址將比原來的ptr所指向的地址向低地址方向移動了20個位元組。

 

 

總結一下，一個指標ptrold加上一個整數n後，結果是一個新的指標ptrnew，ptrnew的類型和ptrold的類型相同，ptrnew所指向的類型和ptrold所指向的類型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值增加了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個位元組。

就是說，ptrnew所指向的記憶體區將比ptrold所指向的記憶體區向高地址方向移動了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個位元組。

一個指標ptrold減去一個整數n後，結果是一個新的指標ptrnew，ptrnew的類型和ptrold的類型相同，ptrnew所指向的類型和ptrold所指向的類型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值減少了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個位元組，就是說，ptrnew所指向的記憶體區將比ptrold所指向的記憶體區向低地址方向移動了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個位元組。

 

二、指標運算式

例一、

int array[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;

value=array[0];//也可寫成：value=*array;

value=array[3];//也可寫成：value=*(array+3);

value=array[4];//也可寫成：value=*(array+4);

上例中，一般而言數組名array代表數組本身，類型是int [10]，但如果把array看做指標的話，它指向數組的第0個單元，類型

是int *，所指向的類型是數組單元的類型即int。因此*array等於0就一點也不奇怪了。同理，array+3是一個指向數組第3個

單元的指標，所以*(array+3)等於3。其它依此類推。

 

例二、

char *str[3]={

"Hello,this is a sample!",

"Hi,good morning.",

"Hello world"

};

char s[80]；

strcpy(s,str[0]);//也可寫成strcpy(s,*str);

strcpy(s,str[1]);//也可寫成strcpy(s,*(str+1));

strcpy(s,str[2]);//也可寫成strcpy(s,*(str+2));

上例中，str是一個三單元的數組，該數組的每個單元都是一個指標，這些指標各指向一個字串。把指標數組名str當作一個指標的話，它指向數組的第0號單元，它的類型是char**，它指向的類型是char *。

*str也是一個指標，它的類型是char*，它所指向的類型是char，它指向的地址是字串"Hello,this is a sample!"的第一個字

符的地址，即‘H‘的地址。 str+1也是一個指標，它指向數組的第1號單元，它的類型是char**，它指向的類型是char *。

*(str+1)也是一個指標，它的類型是char*，它所指向的類型是char，它指向"Hi,good morning."的第一個字元‘H‘，等等。

 

三、指標與結構類型

例一：

struct MyStruct{

int a;

int b;

int c;

}

MyStruct ss={20,30,40};//聲明了結構對象ss，並把ss的三個成員初始化為20，30和40。

MyStruct *ptr=&ss;//聲明了一個指向結構對象ss的指標。它的類型是

MyStruct*,它指向的類型是MyStruct。

int *pstr=(int*)&ss;//聲明了一個指向結構對象ss的指標。但是它的類型和它指向的類型和ptr是不同的。

請問怎樣通過指標ptr來訪問ss的三個成員變數？

答案：

ptr->a;

ptr->b;

ptr->c;

又請問怎樣通過指標pstr來訪問ss的三個成員變數？

答案：

*pstr；//訪問了ss的成員a。

*(pstr+1);//訪問了ss的成員b。

*(pstr+2)//訪問了ss的成員c。

 

四、指標與函數的關係

可以把一個指標聲明成為一個指向函數的指標。

int fun1(char*,int);

int (*pfun1)(char*,int);

pfun1=fun1;

int a=(*pfun1)("abcdefg",7);//通過函數指標調用函數。

可以把指標作為函數的形參。在函數調用語句中，可以用指標運算式來作為實參。

 

五、指標類型轉換

如果有一個指標p，我們需要把它的類型和所指向的類型改為TYEP*和TYPE，那麼文法格式是：

(TYPE*)p；

這樣強制類型轉換的結果是一個新指標，該新指標的類型是TYPE*，它指向的類型是TYPE，它指向的地址就是原指標指向的地址。而原來的指標p的一切屬性都沒有被修改。一個函數如果使用了指標作為形參，那麼在函數調用語句的實參和形參的結合過程中，也會發生指標類型的轉換。

int a=123,b;

int *ptr=&a; //此時ptr指標的內容是a的地址，此處有點繞

char *str;        

b=(int)ptr;        //把指標ptr的值當作一個整數取出來。

str=(char*)b;        //把這個整數的值當作一個地址賦給指標str。

好了，現在我們已經知道了，可以把指標的值當作一個整數取出來，也可以把一個整數值當作地址賦給一個指標。

 

六、指標的安全問題

例一、

char s=‘a‘;

int *ptr;            

ptr=(int*)&s;

//ptr指向的是S的地址，將原先的1個位元組（有效地址）拓展為4個位元組（其他三個位元組為非法地址）

*ptr=1298；        

//1298將s指向的地址的後面三個非法地址給重新賦值，超出了允許的地址，重則引起系統奔潰

 

指標ptr是一個int*類型的指標，它指向的類型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程式中，s佔一個位元組，int類型佔四個位元組。最後一條語句不但改變了s所佔的一個位元組，還把和s相臨的高地址方向的三個位元組也改變了。這三個位元組是幹什麼的？只有編譯器知道，而寫程式的人是不太可能知道的。也許這三個位元組裡儲存了非常重要的資料，也許這三個位元組裡正好是程式的一條代碼，而由於你對指標的馬虎應用，這三個位元組的值被改變了！這會造成崩潰性的錯誤。

 

 

例二、

1、 char a;

2、 int *ptr=&a; //ptr指向a的地址，有效地址長度為1個位元組

3、 ptr++;            //此處指標自加後，指向a的地址的下一個位元組，為非法地址

4、 *ptr=115;        //此處對非法地址進行了非法操作

 

該例子完全可以通過編譯，並能執行。但是看到沒有？第3句對指標ptr進行自加1運算後，ptr指向了和整形變數a相鄰的高地址方向的一Block Storage區。這Block Storage區裡是什嗎？我們不知道。有可能它是一個非常重要的資料，甚至可能是一條代碼。而第4句竟然往往這片儲存區裡寫入一個資料！這是嚴重的錯誤。所以在使用指標時，程式員心裡必須非常清楚：我的指標究竟指向了哪裡。

    在用指標訪問數組的時候，也要注意不要超出數組的低端和高端界限，否則也會造成類似的錯誤。

 

注意：

在指標的強制類型轉換：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2的類型)大於sizeof(ptr1的類型)，那麼在使用指標ptr1來訪問ptr2所指向的儲存區時是安全的。如果sizeof(ptr2的類型)小於sizeof(ptr1的類型)，那麼在使用指標ptr1來訪問ptr2所指向的儲存區時是不安全的

 

 

看看以下代碼，想想運行結果：

#include <stdio.h>int *p;pp(int a,int *b);main(){    int a=1,b=2,c=3;    p=&b;    printf("(1) %d %d %d \n",a,b,*p);    pp(a+c,&b);    printf("(3) %d %d %d \n",a,b,*p);}pp(int a,int *b){    int c=4;    *p=*b+c;    a=*p-c;    printf("(2) %d %d %d \n",a,*b,*p);}

 

 

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