C语言指针

void* 指针

指针有两个属性:指向变量/对象的地址和长度
但是指针只存储地址,长度则取决于指针的类型
编译器根据指针的类型从指针指向的地址向后寻址
指针类型不同则寻址范围也不同,比如:
int从指定地址向后寻找4字节作为变量的存储单元
double从指定地址向后寻找8字节作为变量的存储单元

1.void指针是一种特别的指针
void *vp
//说它特别是因为它没有类型
//或者说这个类型不能判断出指向对象的长度

2.任何指针都可以赋值给void指针
type *p;
vp=p;
//不需转换
//只获得变量/对象地址而不获得大小
3.void指针赋值给其他类型的指针时都要进行转换
type p=(type)vp;
//转换类型也就是获得指向变量/对象大小
4.void指针不能复引用
vp//错误
因为void指针只知道指向变量/对象的起始地址
而不知道指向变量/对象的大小(占几个字节)所以无法正确引用
5.void指针不能参与指针运算,除非进行转换
(type)vp++;
//vp==vp+sizeof(type)

int main()
{
    void * vp;
    int a = 2;
    int *ip = &a;
    int i;
 
    int *ip2;
 
    vp = ip;
 
    i = (int)vp;
 
    ip2 = (int*)i; 
 
 
    printf("i:%d\n",i);
 
    printf("*i:%d\n",*ip2);
 
    system("pause");
    return 0;
}

C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候，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。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序：

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

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

ptr 的地址是 0x0

在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是操作系统保留的。然而，内存地址 0 有特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例，如果指针包含空值（零值），则假定它不指向任何东西。

如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示：

if(ptr)     /* 如果 p 非空，则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空，则完成 */

C 指针的算术运算

指针的算术运算
C 指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

假设 ptr 是一个指向地址 1000 的整型指针，是一个 32 位的整数，让我们对该指针执行下列的算术运算：

ptr++

在执行完上述的运算之后，ptr 将指向位置 1004，因为 ptr 每增加一次，它都将指向下一个整数位置，即当前位置往后移 4 个字节。这个运算会在不影响内存位置中实际值的情况下，移动指针到下一个内存位置。如果 ptr 指向一个地址为 1000 的字符，上面的运算会导致指针指向位置 1001，因为下一个字符位置是在 1001。

指向指针的指针

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

一个指向指针的指针变量必须如下声明，即在变量名前放置两个星号。例如，下面声明了一个指向 int 类型指针的指针：

int **var;

当一个目标值被一个指针间接指向到另一个指针时，访问这个值需要使用两个星号运算符，如下面实例所示：

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  var;
   int  *ptr;
   int  **pptr;

   var = 3000;

   /* 获取 var 的地址 */
   ptr = &var;

   /* 使用运算符 & 获取 ptr 的地址 */
   pptr = &ptr;

   /* 使用 pptr 获取值 */
   printf("Value of var = %d\n", var );
   printf("Value available at *ptr = %d\n", *ptr );
   printf("Value available at **pptr = %d\n", **pptr);

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var = 3000
Value available at *ptr = 3000
Value available at **pptr = 3000

函数指针&&回调函数

函数指针

函数指针是指向函数的指针变量。

通常我们说的指针变量是指向一个整型、字符型或数组等变量，而函数指针是指向函数。

函数指针可以像一般函数一样，用于调用函数、传递参数。

函数指针变量的声明：

typedef int (*fun_ptr)(int,int); 
// 声明一个指向同样参数、返回值的函数指针类型
实例

以下实例声明了函数指针变量 p，指向函数 max：

#include <stdio.h>
 
int max(int x, int y)
{
    return x > y ? x : y;
}
 
int main(void)
{
    /* p 是函数指针 */
    int (* p)(int, int) = & max; // &可以省略
    int a, b, c, d;
 
    printf("请输入三个数字:");
    scanf("%d %d %d", & a, & b, & c);
 
    /* 与直接调用函数等价，d = max(max(a, b), c) */
    d = p(p(a, b), c); 
 
    printf("最大的数字是: %d\n", d);
 
    return 0;
}

编译执行，输出结果如下：

请输入三个数字:1 2 3
最大的数字是: 3

回调函数

函数指针作为某个函数的参数
函数指针变量可以作为某个函数的参数来使用的，回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。

简单讲：回调函数是由别人的函数执行时调用你实现的函数。
实例
实例中 populate_array 函数定义了三个参数，其中第三个参数是函数的指针，通过该函数来设置数组的值。

实例中我们定义了回调函数 getNextRandomValue，它返回一个随机值，它作为一个函数指针传递给 populate_array 函数。

populate_array 将调用 10 次回调函数，并将回调函数的返回值赋值给数组。

#include <stdlib.h>  
#include <stdio.h>
 
// 回调函数
void populate_array(int *array, size_t arraySize, int (*getNextValue)(void))
{
    for (size_t i=0; i<arraySize; i++)
        array[i] = getNextValue();
}
 
// 获取随机值
int getNextRandomValue(void)
{
    return rand();
}
 
int main(void)
{
    int myarray[10];
    populate_array(myarray, 10, getNextRandomValue);
    for(int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", myarray[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

如何使用指针

#include<stdio.h>
 
int main(void)
{
    int num = 7;
    int *p = &num;
    printf("数值%d所在的地址是 %p\n", num, p);
    printf("指针p所指向的地址为 %p , 该地址上所保存的值为%d\n", p, *p);
    *p = 100;
    printf("指针p所指向的地址为 %p , 该地址上所保存的值为%d\n", p, num);
    return 0;
}

结构体指针

前面我们通过“结构体变量名.成员名”的方式引用结构体变量中的成员，除了这种方法之外还可以使用指针。

前面讲过，&student1 表示结构体变量 student1 的首地址，即 student1 第一个项的地址。如果定义一个指针变量 p 指向这个地址的话，p 就可以指向结构体变量 student1 中的任意一个成员。

那么，这个指针变量定义成什么类型呢？只能定义成结构体类型，且指向什么结构体类型的结构体变量，就要定义成什么样的结构体类型。比如指向 struct STUDENT 类型的结构体变量，那么指针变量就一定要定义成 struct STUDENT* 类型。

下面将前面的程序用指针的方式修改一下：

# include <stdio.h>
# include <string.h>
struct AGE
{
    int year;
    int month;
    int day;
};
struct STUDENT
{
    char name[20];  //姓名
    int num;  //学号
    struct AGE birthday;  //生日
    float score;  //分数
};
int main(void)
{
    struct STUDENT student1; /*用struct STUDENT结构体类型定义结构体变量student1*/
    struct STUDENT *p = NULL;  /*定义一个指向struct STUDENT结构体类型的指针变量p*/
    p = &student1;  /*p指向结构体变量student1的首地址, 即第一个成员的地址*/
    strcpy((*p).name, "小明");  //(*p).name等价于student1.name
    (*p).birthday.year = 1989;
    (*p).birthday.month = 3;
    (*p).birthday.day = 29;
    (*p).num = 1207041;
    (*p).score = 100;
    printf("name : %s\n", (*p).name);  //(*p).name不能写成p
    printf("birthday : %d-%d-%d\n", (*p).birthday.year, (*p).birthday.month, (*p).birthday.day);
    printf("num : %d\n", (*p).num);
    printf("score : %.1f\n", (*p).score);
    return 0;
}

指向结构体数组的指针

在前面讲数值型数组的时候可以将数组名赋给一个指针变量，从而使该指针变量指向数组的首地址，然后用指针访问数组的元素。结构体数组也是数组，所以同样可以这么做。

我们知道，结构体数组的每一个元素都是一个结构体变量。如果定义一个结构体指针变量并把结构体数组的数组名赋给这个指针变量的话，就意味着将结构体数组的第一个元素，即第一个结构体变量的地址，也即第一个结构变量中的第一个成员的地址赋给了这个指针变量。比如：

# include <stdio.h>
struct STU
{
    char name[20];
    int age;
    char sex;
    char num[20];
};
int main(void)
{
    struct STU stu[5] = {{"小红", 22, 'F', "Z1207031"}, {"小明", 21, 'M', "Z1207035"}, {"小七", 23, 'F', "Z1207022"}};
    struct STU *p = stu;
    return 0;
}

此时指针变量 p 就指向了结构体数组的第一个元素，即指向 stu[0]。我们知道，当一个指针指向一个数组后，指针就可以通过移动的方式指向数组的其他元素。

这个原则对结构体数组和结构体指针同样适用，所以 p+1 就指向 stu[1] 的首地址；p+2 就指向 stu[2] 的首地址……所以只要利用 for 循环，指针就能一个个地指向结构体数组元素。

同样需要注意的是，要将一个结构体数组名赋给一个结构体指针变量，那么它们的结构体类型必须相同。