目錄

指針

內存

概念

指針變量

取地址操作符（&）

操作符“ * ”

指針變量的大小

注意

指針類型的意義

作用

void * 指針

const修飾指針變量

const放在*前

const放在*后

雙重const修飾

指針的運算

1.指針 + - 整數

2.指針 -?指針

3.指針的關系運算

野指針

概念

野指針形成原因

1.指針未初始化

2.指針越界訪問

3.指針指向的空間釋放

避免野指針的措施

assert斷?

使用assert的好處

傳值調用和傳址調用

傳值調用

傳址調用

注意：

---

指針

內存

內存是計算機儲存數據的地方

計算機常用內存單位

bit - ?特位          1byte = 8bit     滿8比特進1
byte - 字節           1KB = 1024byte   滿1024進1
KB     千字節         1KB = 1024byte
MB     兆字節         1GB = 1024MB
GB     吉字節         1TB = 1024GB
TB     太字節         1PB = 1024TB
PB     拍字節               

概念

把內存分為一個個內存單元，每個內存單元大小取1字節

每個內存單元都有一個編號，這個編號就是內存中的地址

計算機可以通過這個地址找到對應數據所在的地方，我們把這個地址取個新名字，指針

即 內存單元的編號 == 地址 == 指針

指針變量

用于存放指針的變量（即存放地址的變量）稱為指針變量

結果為：類型? *? ?變量名

int b = 10;
int * a = &b
指針變量的類型由取地址的變量決定的
int類型變量取的地址，指針變量就是int
char類型取的地址，指針變量就是char

取地址操作符（&）

C語言使用 “ & ” 來獲取變量在內存中的地址。

因為一個字節就有一個地址，而 int 具有四個字節，所以有四個地址

“ & ”在取地址的時候是取最小的地址即取第一個字節的地址

結構為 ：&? ?（要取地址的變量名）

int a = 10;
int *ptr = &a; // ptr存儲a的地址
printf("a的地址：%p\n", &a); // 輸出a的內存地址

操作符“ * ”

該操作符一共有兩個作用

1，聲明指針變量

在變量聲明時，“ * ”?用于表示該變量是一個指針，指向某種數據類型

2，解引用指針

表示獲取指針指向的內存地址中的值（即獲取這個地址存放的值）

int main() {int a = 10;int* p = &a;*p = 0;            使用效果等于a = 0printf("%d", a);   *p獲取了地址p的存放的值return 0;}

指針變量的大小

因為指針是用來存放地址的，所以他的大小是與存放的地址大小決定的

在32位的計算機中，一個有32個地址總線，32個地址線產生的二進制作為地址，那么一個地址就有32個二進制，一個二進制需要一個bit存放，所以32位計算機的指針變量大小是4個字節

以此列推，64位計算機的指針變量就需要8個字節來存放

注意

指針的大小于類型無關，因此在同一個平臺小所以的指針的大小都是相同的

計算機是使用二進制來存放地址的，但打印的地址是十六進制，是因為二進制的長度太長所以使用十六進制來表示，使用二進制的話一個地址就有32/64位了

指針類型的意義

指針不能使用類型來決定指針變量的大小，但不能把指針類型看成可有可無的東西

作用

1，指針類型決定了 解引用 進行操作時能夠訪問幾個字節

2，當指針 +- 上整數（指針運算時）時，地址的位置會發生變化

void * 指針

表示無具體類型的指針（也叫泛型指針）

該類型指針可以用來接收任意類型的地址

但不能進行指針+-整數（指針的運算）和解引用的操作

const修飾指針變量

用于修飾指針變量時，表示該指針變量的值具有了常屬性，不能被直接修改

雖然指針變量具有了常屬性，但本質還是變量，不能當作常量來使用

但在C++中const修飾的變量就是常量，可以當作常量來使用（語言上的不同，于編譯器無關）

const修飾指針時有三種方式：

const放在*前

int const * a = &b；

修飾指針指向的數據（數據不可變）

可以指向不同的地址，但不能修改指針指向的數據

const放在*后

int * const a = &b；

修飾指針指向的地址（地址不可變）

可以使用解引用來修改地址中的值，但不能修改指向的地址

口訣：左定數據，右定指針

雙重const修飾

const int * const p；

const同時修飾地址和指針指向的數據

地址和數據都不能修改

指針的運算

指針變量存儲的是內存地址，而指針運算（地址的運算）的本質是根據數據類型大小調整偏移量

指針的運算一共有三種方式：

1.指針 + - 整數

整數表示的是偏移的類型大小的個數，

例：類型為int，整數為2，指針+2時，此時所表示的意思是，地址向高地址移動兩個int類型大小的字節個數，即向后移動四個字節，而指針 - 整數時，地址向低地址偏移

（高地址：大的地址，低地址：小的地址）

新地址 = 原地址 ± (整數 * sizeof(指針類型))

指針（地址）+ 整數（元素個數）=? 新指針（新地址）

2.指針 -?指針

指針 - 指針的本質是兩個地址相減

得出的整數是兩個地址之間的元素個數

注意：

計算的前提是兩個指針指向的是同一個空間

指針（地址） -?指針（地址）=? 整數（元素個數）

3.指針的關系運算

指的是比較兩個指針所指向的內存地址的大小關系

指針的關系運算符包括：==（相等）、!=（不等）、<（小于）、>（大于）、<=（小于等于）、>=（大于等于）

野指針

概念

野指針：指針指向的位置是未知的，無效的地址，用它們可能導致程序崩潰或未定義行為

野指針形成原因

1.指針未初始化

未初始化的指針可能指向隨機內存地址

int *ptr; // 未初始化
*ptr = 100; // 可能覆蓋任意內存區域（導致崩潰或數據損壞）

2.指針越界訪問

指針訪問了超出其合法分配范圍的內存區域

通常發生在操作數組或動態分配的內存時，指針的偏移量超出了實際分配的空間，導致訪問無效或受保護的內存地址

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;// 正確訪問：p[0]到p[4]
for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", p[i]);
}// 越界訪問：p[5]（超出數組范圍）
printf("%d", p[5]); // 未定義行為！可能輸出垃圾值或崩潰

3.指針指向的空間釋放

指針指向的空間被釋放后，若指針未被正確處理，就會變成“野指針”

int *ptr = malloc(sizeof(int)); // 分配內存，ptr指向合法地址（如0x1000）
*ptr = 42;                       // 合法操作：向0x1000寫入數據
free(ptr);                       // 釋放內存：0x1000被系統回收，但ptr的值仍為0x1000
// 此時ptr變為野指針！
*ptr = 100;                      // 危險操作：向已釋放的地址0x1000寫入數據（可能導致崩潰）

避免野指針的措施

1.注意指針的 初始化 和 地址范圍 避免出現野指針

2.將不再使用 或 目前還不知道怎么使用的指針變量初始化為?NULL

NULL:是C語言的標識化常量，值是0，地址也是0，該地址不能使用，使用會導致報錯

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {// 1. 動態分配內存int *ptr = malloc(sizeof(int));if (ptr == NULL) {printf("內存分配失敗！\n");return 1;}// 2. 使用指針*ptr = 42;printf("存儲的值: %d\n", *ptr);// 3. 釋放內存，并立即置空指針free(ptr);ptr = NULL; // 關鍵步驟：標記指針為無效// 4. 后續操作（安全檢測）if (ptr != NULL) {// 由于ptr已被置空，此代碼塊不會執行printf("嘗試訪問已釋放的內存: %d\n", *ptr);} else {printf("指針已置空，無法訪問。\n");}// 5. 嘗試重復釋放（安全）free(ptr); // free(NULL) 是安全的空操作printf("程序安全結束。\n");return 0;
}

3.避免返回局部變量的地址

局部變量在函數執行結束時會被銷毀（棧內存回收），返回其地址會導致指針指向無效內存

本質上也是指針指向的空間被釋放了

assert斷?

assert斷言是一個宏，定義在頭文件 assert.h 中，用于在運行時確保程序滿足指定的要求，如果條件不滿足（即表達式為假），assert會終止程序并輸出錯誤信息，幫助開發者快速定位代碼中的邏輯錯誤或假設不成立的情況

assert的語法結構

#include <assert.h> ?// 必須包含頭文件
assert(condition); ? // condition 是要檢查的條件表達式#include <stdio.h>
#include <assert.h> ?// 必須包含 assert.hint main() {int array[] = {10, 20, 30};int index = 3; ?// 索引值（故意越界）// 斷言：檢查索引是否在合法范圍內 [0, 2]assert(index >= 0 && index < 3); ?// 條件失敗時觸發斷言printf("array[%d] = %d\n", index, array[index]);return 0;
}運行結果Assertion failed: index >= 0 && index < 3, file example.c, line 8
Aborted (core dumped)

使用assert的好處

assert可以自動標識出錯的文件和行號。

在不需要判斷是否出錯時，不需要更改代碼就可以決定assert的開啟和關閉

當不需要assert是就在頭文件#include <assert.h >定義一個宏，前加上#include NDEBUG

#define?NDEBUG
#include <assert.h >

傳值調用和傳址調用

傳值調用 和 傳址調用 是函數傳遞參數的兩種基本方式，它們的核心區別在于是否直接操作原始數據

傳值調用

函數接收的是參數的副本，而非原始數據本身

傳值調用傳遞的是變量的值，只能使用傳遞過來的值進計算等操作

不能通過地址直接更改地址儲存的值

傳址調用

函數接收的是實參的地址（指針），通過地址直接操作原始數據

在函數里修改的值會直接影響該地址的原始數據，下次使用該地址的值時，調用的是修改后的值

特性	傳值調用	傳址調用
傳遞內容	值的副本	內存地址（指針）
是否影響實參	不影響	影響
內存占用	形參和實參獨立	形參指向實參的內存
性能	可能產生拷貝開銷（大對象時）	更高效（僅傳遞地址）
安全性	原始數據安全	需謹慎防止意外修改

注意：

數組名會隱式轉換為指向首元素的指針（即數組名表示的是首元素的地址）

int *p = arr;  等價于&arr