投稿
  1. 高性能架构探索首页
  2. C/C++

指针（涉及一些底层知识）

admin • • C/C++ • 阅读 118

指针

1. 指针种类

*一维指针 **（multiply）二维或多维指针 [*]指针数组 （*）[]数组指针 lpfn函数指针 void*指针函数

2. 一维指针

2.1 概念

​ 用来存放内存地址的变量

2.2 用途

2.2.1 访问内存

​ 所有数据类型都有相应的指针

char   wchar  int  int64
1      2      4    8
//以上是各数据类型的有效字节，实际系统给的4个字节（32bits下）

​

2.2.2 游历内存

2.2.3 传参

  1. 下层函数（main）的内存需要被上层函数(如Swap_2)所修改，需要传递一维指针

    注意：此处的下层和上层实际指的在栈中的位置，main函数在下方，Swap_1函数在上方

    //数值交换在该函数的栈区进行，当函数已执行完，该栈区函数就消亡了
int v1 = 3;
int v2 = 4;
Swap_1(v1, v2);
_tprintf(_T("v1:%d  v2:%drn"), v1,v2);//没有改变

Swap_2(&v1, &v2);
_tprintf(_T("v1:%d  v2:%drn"), v1, v2);//改变

void Swap_1(int ParameterData1, int ParameterData2)//数值交换
{
    int v1 = ParameterData1;
    ParameterData1 = ParameterData2;
    ParameterData2 = v1;
}

void Swap_2(int *ParameterData1, int* ParameterData2)//地址交换
{
    int v1 = *ParameterData1;
    *ParameterData1 = *ParameterData2;
    *ParameterData2 = v1;
}

  2. 节约参数列表（只需要传首地址，不用传每个元素）

    int v10[] = { 1,2,12,4,5 };
Sub_1(v10, sizeof(v10) / sizeof(int));
void Sub_1(const int*ArrayAddress, int ArrayLength)//注意在参数列表指针前加一个const，防止函数内改变原数组数据，降低风险
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < ArrayLength; i++)
    {
        _tprintf(_T("%drn"), ArrayAddress[i]);

    }
    ArrayAddress[0] = 101;//在前面有const的情况下此句就会报错
}

2.2.4 动态分配数据结构

    int Number = 0;
    cout << "Input Number To Apply a Array" << end;
    cin >> Number;
    int *v1 = new int[Number];
    //对它进行其他操作之后delete掉
    delete v1;

2.3 注意事项

2.3.1 所有指针的大小

​ 所有指针的有效字节是四个字节（32bits）或八个字节(64bits)

​ 此时v2++相当于地址加一个sizeof(int) 即4字节，v3++就相当于地址加上一个sizeof(int*) 即加上指针的字节，即4或8
​ v2和数据类型有关，v3和系统位数有关

int v1 = 10;
int *v2 = &v1;//此时v2++相当于地址加一个sizeof(int)  即4字节
int **v3 = &v2;//而v3++就相当于地址加上一个sizeof(int*)  即加上指针的字节，即4或8

_tprintf(_T("%prn"), v2);//输出一个地址 如 0x12345678
v2++;
_tprintf(_T("%prn"), v2);//输出一个地址 如 0x1234568C

_tprintf(_T("%prn"), v3);//输出一个地址 如 0x12345688
v3++;
_tprintf(_T("%prn"), v3);//输出一个地址 如 0x1234569C(32bits) 或 0x123456A0(64bits)

2.3.2 一维指针的区别

​ 区别主要在于解星号，如char*解星号，若存在 0x123456ff，解星号即从最低的 ff（即一个字节）开始

unsigned int v1 = 257;      //十六进制为 0x0101
unsigned char *v2 = (unsigned char*)&v1;
wchar_t *v3 = (wchar_t*)&v1;
_tprintf(_T("%drn"), *v2);//结果为1                
_tprintf(_T("%drn"), *v3);//结果为257

​ 指针解星号访问数据与自身的数据类型大小息息相关 dereference操作（解星号）

2.3.3 指针的算术运算++ --

v2=v1++;//v2=v1;v1=v1+1;
v2=++v1;//v1=v1+1;v2=v1;

特别的，对于如下

v1=1;v2=0;
v2=(++v1)+(v1++)+(++v1);//v1能算出来，v2不能算出来

​ 原因是编译器的编译原理不一样结果就不一样

指针加法公式：
指针变量 += 数值 ⇔ 指针变量地址数据 +=（sizeof( 指针类型 ) * 数值）

2.3.4 一维指针和一维数组的关系

​ 一维数组的数组名字可以当成一维指针进行使用

//int v1[6];   则v1[5]相当于v1+sizeof(int)*5;
void sub_1()
{
    int i = 0;
    int v1[] = { 1,2,3,4,7,10,-1 };//栈区数组stack array
    int *v2 = v1;//一维数组名可以当一维指针用，但它自身不能改变，即可以进行v1+1，但不能进行v1++,会报错
    for (i = 0; i < sizeof(v1) / sizeof(int); ++i)
    {
        _tprintf(_T("%drn"), v1[i]);
        _tprintf(_T("%drn"), *(v1+i));//[]==*()
        _tprintf(_T("%drn"), *(v2+i));
        _tprintf(_T("%drn"), *v2);
        v2++;//v2本身作为一个指针可以改变自身实现遍历
    }
}

2.3.5 多维指针数组的数组名和一维指针的关系

​ 多维数组不能直接等于一维指针，需要进行强制类型转换，这是语法问题

int i;
int v1[] = { 0,3,5,7,1,4 };//对于一维数组，循环遍历
for (i = 0; i < sizeof(v1) / sizeof(int); i++)
{
    _tprintf(_T("%drn"), v1[i]);
}
int v2[2][3][2] = { 2,3,5,76,4,32,1,8,0,6,3,9 };//对于多维数组，一般可能会想到使用多个for循环嵌套，但是应考虑到栈区数组内存空间的连续性
int *v3 = (int*)v2;//使用强制类型转换使多维数组名v2能够转化为一个指针v3
for (i = 0; i < sizeof(v2) / sizeof(int); i++)//此时应sizeof原数组
{
    _tprintf(_T("%drn"), v3[i]);//[]*()
}

2.4 指针用法举例

2.4.1 一维数组名和二维数组名的强转

int v1[] = { 1,2,3,4 };
int *v2 = v1;//这样是可以的
int v3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
int *v4 = v3;//不可以
int(*v4)[3] = v3;//v3可以当成数组的指针来用

2.4.2 强制转换

//进行强制转换的话，如int *v5=(int*)0xA;这样地址虽然是存在的，但是里面没有东西，程序很有可能崩溃
int *v5 = (int*)v3;//可以，这样v3里是有东西的，不会崩溃
//通过强制转换，还可以使int存char型数据：
int v6 = "hell";//这样是会报错的，因为语法不允许，注意int最多只能存四个字符，类似于char v1[4],如果硬要使int存char型数据，也可以采用下面的办法

int v6 = 0;
*((char*)&v6 + 0) = 'H';
*((char*)&v6 + 1) = 'e';
*((char*)&v6 + 2) = 'l';
*((char*)&v6 + 3) = 'l';//有点类似于大指针存小数据，注意在将其输出后将改过的数据改回去
//若将单引号里的改为中文，则一个int型最多只能存两个字，此时应将前面的char*改为WCHAR*,或者使用strcpy拷贝字符

2.4.3 一维数组名为一维指针

int v1[] = { 1,2,3,4 };
int *v2 = v1;
int *v2 = &v1;//报错，语法问题，实际上上下这两句并没有区别，对v1取地址还是地址，但其实v1本身就是地址
_tprintf(_T("%prn"), v1);
_tprintf(_T("%prn"), &v1);//两个输出的是一样的

2.4.4 以下v1v2定义方式和v3的区别，如果是char型呢

int v1 = 10;
int v2 = 20;
int v3[2] = { 10,20 };
_tprintf(_T("%drn"), (&v2)[1]);//可以通过这样来访问到v1，此时输出 10
//v1v2和v3没有太大区别，他们的内存在小编译器里都是连续的

char v1 = 1;
char v2 = 2;
char v3[2] = { 1,2 };
_tprintf(_T("%drn"), (&v2)[4]);//对于char型而言，系统实际上分配的是四个字节，但是规定只能访问一个字节，所以应改为4才能访问到v1
//此时v1和v2是不连续的

2.4.5 冒泡排序bubble Sort

//一个普通的冒泡排序算法
int v1[] = { 1,2,3,4,7,8,1000,-1 };
int v2 = 0;
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < sizeof(v1) / sizeof(int) - 1; i++)//-1适当提高效率
{
    for (j = i + 1; j < sizeof(v1) / sizeof(int); j++)
    {
        if (v1[i] > v1[j])
        {
            v2 = v1[i];
            v1[i] = v1[j];
            v1[j] = v2;
        }
    }
}
for(i=0;i<sizeof(v1)/sizeof(int);i++)
{
    _tprintf(_T("%drn"), v1[i]);
}

//多维数组的冒泡排序
int v3[2][3][2] = { 2,3,5,76,4,32,1,8,0,6,3,9 };
int *v4 = (int*)v3;//强制转换
for (i = 0; i < sizeof(v3) / sizeof(int) - 1; i++)//-1适当提高效率
{
    for (j = i + 1; j < sizeof(v3) / sizeof(int); j++)
    {
        if (v4[i] > v4[j])
        {
            v2 = v4[i];
            v4[i] = v4[j];
            v4[j] = v2;
        }
    }
}
for (i = 0; i < sizeof(v1) / sizeof(int); i++)//进行输出
{
    _tprintf(_T("%drn"), v4[i]);
}

2.4.6 大数据被小指针访问（只能通过强制转换)

int v1 = 257;
//char*v2 = (char*)&v1;这样的结果为1
WCHAR*v2 = (WCHAR*)&v1;//改成比char字节大的数据类型都可
_tprintf(_T("%drn"), *v2);

2.4.7 小数据被大指针访问（要将其他内存初始化为0）

char v3 = 1;
int *v4 = (int*)&v3; 
*((char*)v4 + 1) = 0;
*((char*)v4 + 2) = 0;
*((char*)v4 + 3) = 0;//需要借助小指针将其他内存初始化为0，因为栈区内存默认为0xcc，heap是cd
_tprintf(_T("%drn"), *v4);
*((char*)v4 + 1) = 0xCC;
*((char*)v4 + 2) = 0xCC;
*((char*)v4 + 3) = 0xCC;//最后要将它改回来，避免程序崩溃

3. 二维指针

3.1 二维数组（栈和堆）

​ 在栈数组里，*(*(v1+i)+j)这种形式实际上只解一次星号；而堆数组的二维数组，((v1+i)+j)解两次

int i = 0;
int v1[2][3] = { 1,2,3,4,-1,5 };
int **v5 = NULL;
v5 = new int*[2];
for ( i = 0; i < 2; i++)
{
    v5[i] = new int[3];
}
for (i = 0; i < 2; i++)
{
    for (int j = 0; j < 3; j++)
    {
        v5[i][j] = v1[i][j];
    }
}
_tprintf(_T("%drn"), v1);
_tprintf(_T("%drn"), *v1);
_tprintf(_T("%drn"), *((v1 + 1) + 1));
_tprintf(_T("%drn"), *((v5 + 1) + 1));

//如果强转：
int**v2=(int**)v1;  
tprintf(_T("%drn"), *(*(v2 + 1) + 1));//会报错
//大多数时候使用堆的二维数组，有一种情况可以使用栈数组：定义姓名的时候char v1[3][20];//三个姓名，每个最多20个字节

指针（涉及一些底层知识）

3.2 二维指针的作用

3.2.1 传参

int *v3 = NULL;
sub_2(&v3, 3);
int i = 0;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
    v3[i] = 1 + i;
}
void sub_2(int**ParameterData1, int ParameterData2)
{
    *ParameterData1 = new int[ParameterData2];
}

3.2.2 堆数组

int **v1 = NULL;
v1=new int*[2];
int i = 0;
for (i = 0; i < 2; i++)
{
    v1[i] = new int[3];
}
for (i = 0; i < 2; i++)
{
    delete v1[i];
}
delete v1;

指针（涉及一些底层知识）

3.2.3 注意事项

  • 子函数堆内存在主函数中继续使用，需要二维指针

    如果是在主函数动态申请，那么就是一维指针申请new内存

    如果在子函数中申请堆内存，仍想在主函数中继续使用，就需要取地址的地址

  • 和一维指针类比：

    一维：普通变量需要跨作用域，那么就取地址。

    二维：堆内存要跨作用域访问，就取地址的地址。

4. 指针和地址的区别

不同点：

指针 地址
变量，保存变量地址 常量，内存标号
可修改，再次保存其他变量地址 不可修改
可以对其执行取地址操作 不可执行取地址操作
包含对保存地址的解释信息 仅有地址值无法解释数据

共同点：

指针 地址
取出指向地址内存的数据 取出地址对于内存的数据
对地址偏移后，取出数据 偏移后取出数据，自身不变
求两个地址的差 求两个地址的差

原文链接: https://www.cnblogs.com/XiuzhuKirakira/p/17083991.html

欢迎关注

微信关注下方公众号，第一时间获取干货硬货；公众号内回复【pdf】免费获取数百本计算机经典书籍;

也有高质量的技术群，里面有嵌入式、搜广推等BAT大佬

    指针（涉及一些底层知识）

原创文章受到原创版权保护。转载请注明出处：https://www.ccppcoding.com/archives/383637

非原创文章文中已经注明原地址，如有侵权，联系删除

关注公众号【高性能架构探索】，第一时间获取最新文章

转载文章受原作者版权保护。转载请注明原作者出处！

赞 (0)
adminadmin
0 0
上一篇 2023年3月4日 上午9:03
下一篇 2023年3月8日 下午6:24

相关推荐