5． 操作指針變量

對(duì)指針變量的操作包括3個(gè)方面：

操作指針變量自身的值；獲取指針變量所指向的數(shù)據(jù)；以什么樣數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)使用／解釋指針變量所指向的內(nèi)容。5．1 指針變量自身的值

int a ＝ 20；這個(gè)語(yǔ)句是定義變量a，在隨后的代碼中，只要寫(xiě)下a就表示要操作變量a中存儲(chǔ)的值，操作有兩種：讀和寫(xiě)。

printf（＂a ＝ ％d ＂， a）； 這個(gè)語(yǔ)句就是要讀取變量a中的值，當(dāng)然是20；
a ＝ 100；這個(gè)語(yǔ)句就是要把一個(gè)數(shù)值100寫(xiě)入到變量a中。

同樣的道理，int ＊pa；語(yǔ)句是用來(lái)定義指針變量pa，在隨后的代碼中，只要寫(xiě)下pa就表示要操作變量pa中的值：

printf（＂pa ＝ ％d ＂， pa）； 這個(gè)語(yǔ)句就是要讀取指針變量pa中的值，當(dāng)然是0x11223344；
pa ＝ ＆a；這個(gè)語(yǔ)句就是要把新的值寫(xiě)入到指針變量pa中。再次強(qiáng)調(diào)一下，指針變量中存儲(chǔ)的是地址，如果我們可以提前知道變量a的地址是 0x11223344，那么我們也可以這樣來(lái)賦值：pa ＝ 0x11223344；

思考一下，如果執(zhí)行這個(gè)語(yǔ)句printf（＂＆pa ＝0x％x ＂， ＆pa）；，打印結(jié)果會(huì)是什么？

上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，操作符＆是用來(lái)取地址的，那么＆pa就表示獲取指針變量pa的地址，上面的內(nèi)存模型中顯示指針變量pa是存儲(chǔ)在0x11223348這個(gè)地址中的，因此打印結(jié)果就是：＆pa ＝ 0x11223348。

5．2 獲取指針變量所指向的數(shù)據(jù)

指針變量所指向的數(shù)據(jù)類(lèi)型是在定義的時(shí)候就明確的，也就是說(shuō)指針pa指向的數(shù)據(jù)類(lèi)型就是int型，因此在執(zhí)行printf（＂value ＝ ％d ＂， ＊pa）；語(yǔ)句時(shí)，首先知道pa是一個(gè)指針，其中存儲(chǔ)了一個(gè)地址（0x11223344），然后通過(guò)操作符＊來(lái)獲取這個(gè)地址（0x11223344）對(duì)應(yīng)的那個(gè)存儲(chǔ)空間中的值；又因?yàn)樵诙�義pa時(shí)，已經(jīng)指定了它指向的值是一個(gè)int型，所以我們就知道了地址0x11223344中存儲(chǔ)的就是一個(gè)int類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

5．3 以什么樣的數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)使用／解釋指針變量所指向的內(nèi)容

如下代碼：

int a ＝ 30000；
int ＊pa ＝ ＆a；
printf（＂value ＝ ％d ＂， ＊pa）；

根據(jù)以上的描述，我們知道printf的打印結(jié)果會(huì)是value ＝ 30000，十進(jìn)制的30000轉(zhuǎn)成十六進(jìn)制是0x00007530，內(nèi)存模型如下：

現(xiàn)在我們做這樣一個(gè)測(cè)試：

char ＊pc ＝ 0x11223344；
printf（＂value ＝ ％d ＂， ＊pc）；

指針變量pc在定義的時(shí)候指明：它指向的數(shù)據(jù)類(lèi)型是char型，pc變量中存儲(chǔ)的地址是0x11223344。當(dāng)使用＊pc獲取指向的數(shù)據(jù)時(shí)，將會(huì)按照char型格式來(lái)讀取0x11223344地址處的數(shù)據(jù)，因此將會(huì)打印value ＝ 0（在計(jì)算機(jī)中，ASCII碼是用等價(jià)的數(shù)字來(lái)存儲(chǔ)的）。

這個(gè)例子中說(shuō)明了一個(gè)重要的概念：在內(nèi)存中一切都是數(shù)字，如何來(lái)操作（解釋?zhuān)┮粋�(gè)內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)，完全是由我們的代碼來(lái)告訴編譯器的。剛才這個(gè)例子中，雖然0x11223344這個(gè)地址開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)的空間中，存儲(chǔ)的是整型變量a的值，但是我們讓pc指針按照char型數(shù)據(jù)來(lái)使用／解釋這個(gè)地址處的內(nèi)容，這是完全合法的。

以上內(nèi)容，就是指針最根本的心法了。把這個(gè)心法整明白了，剩下的就是多見(jiàn)識(shí)、多練習(xí)的問(wèn)題了。

三、指針的幾個(gè)相關(guān)概念

 1． const屬性

const標(biāo)識(shí)符用來(lái)表示一個(gè)對(duì)象的不可變的性質(zhì)，例如定義：

const int b ＝ 20；

在后面的代碼中就不能改變變量b的值了，b中的值永遠(yuǎn)是20。同樣的，如果用const來(lái)修飾一個(gè)指針變量：

int a ＝ 20；
int b ＝ 20；
int ＊ const p ＝ ＆a；

內(nèi)存模型如下：

這里的const用來(lái)修飾指針變量p，根據(jù)const的性質(zhì)可以得出結(jié)論：p在定義為變量a的地址之后，就固定了，不能再被改變了，也就是說(shuō)指針變量pa中就只能存儲(chǔ)變量a的地址0x11223344。如果在后面的代碼中寫(xiě)p ＝ ＆b；，編譯時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閜是不可改變的，不能再被設(shè)置為變量b的地址。

但是，指針變量p所指向的那個(gè)變量a的值是可以改變的，即：＊p ＝ 21；這個(gè)語(yǔ)句是合法的，因?yàn)橹羔榩的值沒(méi)有改變（仍然是變量c的地址0x11223344），改變的是變量c中存儲(chǔ)的值。

與下面的代碼區(qū)分一下：

int a ＝ 20；
int b ＝ 20；
const int ＊p ＝ ＆a；
p ＝ ＆b；

這里的const沒(méi)有放在p的旁邊，而是放在了類(lèi)型int的旁邊，這就說(shuō)明const符號(hào)不是用來(lái)修飾p的，而是用來(lái)修飾p所指向的那個(gè)變量的。所以，如果我們寫(xiě)p ＝ ＆b；把變量b的地址賦值給指針p，就是合法的，因?yàn)閜的值可以被改變。

但是這個(gè)語(yǔ)句＊p ＝ 21就是非法了，因?yàn)槎�義語(yǔ)句中的const就限制了通過(guò)指針p獲取的數(shù)據(jù)，不能被改變，只能被用來(lái)讀取。這個(gè)性質(zhì)常常被用在函數(shù)參數(shù)上，例如下面的代碼，用來(lái)計(jì)算一塊數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)，這個(gè)函數(shù)只需要讀取原始數(shù)據(jù)，不需要（也不可以）改變?cè)�始�?shù)據(jù)，因此就需要在形參指針上使用const修飾符：

short int getDataCRC（const char ＊pData， int len）
｛
   short int crc ＝ 0x0000；
   ／／ 計(jì)算CRC
   return crc；
｝
2． void型指針

關(guān)鍵字void并不是一個(gè)真正的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它體現(xiàn)的是一種抽象，指明不是任何一種類(lèi)型，一般有2種使用場(chǎng)景：

函數(shù)的返回值和形參；定義指針時(shí)不明確規(guī)定所指數(shù)據(jù)的類(lèi)型，也就意味著可以指向任意類(lèi)型。

指針變量也是一種變量，變量之間可以相互賦值，那么指針變量之間也可以相互賦值，例如：

int a ＝ 20；
int b ＝ a；
int ＊p1 ＝ ＆a；
int ＊p2 ＝ p1；

變量a賦值給變量b，指針p1賦值給指針p2，注意到它們的類(lèi)型必須是相同的：a和b都是int型，p1和p2都是指向int型，所以可以相互賦值。那么如果數(shù)據(jù)類(lèi)型不同呢？必須進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換。例如：

int a ＝ 20；
int ＊p1 ＝ ＆a；
char ＊p2 ＝ （char ＊）p1；

內(nèi)存模型如下：

p1指針指向的是int型數(shù)據(jù)，現(xiàn)在想把它的值（0x11223344）賦值給p2，但是由于在定義p2指針時(shí)規(guī)定它指向的數(shù)據(jù)類(lèi)型是char型，因此需要把指針p1進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換，也就是把地址0x11223344處的數(shù)據(jù)按照char型數(shù)據(jù)來(lái)看待，然后才可以賦值給p2指針。

如果我們使用void ＊p2來(lái)定義p2指針，那么在賦值時(shí)就不需要進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換了，例如：

int a ＝ 20；
int ＊p1 ＝ ＆a；
void ＊p2 ＝ p1；

指針p2是void＊型，意味著可以把任意類(lèi)型的指針賦值給p2，但是不能反過(guò)來(lái)操作，也就是不能把void＊型指針直接賦值給其他確定類(lèi)型的指針，而必須要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成被賦值指針?biāo)�指向的�?shù)據(jù)類(lèi)型，如下代碼，必須把p2指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成int＊型之后，再賦值給p3指針：

int a ＝ 20；
int ＊p1 ＝ ＆a；
void ＊p2 ＝ p1；
int ＊p3 ＝ （int ＊）p2；

我們來(lái)看一個(gè)系統(tǒng)函數(shù)：

void＊ memcpy（void＊ dest， const void＊ src， size＿t len）；

第一個(gè)參數(shù)類(lèi)型是void＊，這正體現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存操作的真正意義：它并不關(guān)心用戶(hù)傳來(lái)的指針具體指向什么數(shù)據(jù)類(lèi)型，只是把數(shù)據(jù)挨個(gè)存儲(chǔ)到這個(gè)地址對(duì)應(yīng)的空間中。

第二個(gè)參數(shù)同樣如此，此外還添加了const修飾符，這樣就說(shuō)明了memcpy函數(shù)只會(huì)從src指針處讀取數(shù)據(jù)，而不會(huì)修改數(shù)據(jù)。

3． 空指針和野指針

一個(gè)指針必須指向一個(gè)有意義的地址之后，才可以對(duì)指針進(jìn)行操作。如果指針中存儲(chǔ)的地址值是一個(gè)隨機(jī)值，或者是一個(gè)已經(jīng)失效的值，此時(shí)操作指針就非常危險(xiǎn)了，一般把這樣的指針?lè)Q作野指針，C代碼中很多指針相關(guān)的bug就來(lái)源于此。

3．1 空指針：不指向任何東西的指針

在定義一個(gè)指針變量之后，如果沒(méi)有賦值，那么這個(gè)指針變量中存儲(chǔ)的就是一個(gè)隨機(jī)值，有可能指向內(nèi)存中的任何一個(gè)地址空間，此時(shí)萬(wàn)萬(wàn)不可以對(duì)這個(gè)指針進(jìn)行寫(xiě)操作，因?yàn)樗�有可能指向�?nèi)存中的代碼段區(qū)域、也可能指向內(nèi)存中操作系統(tǒng)所在的區(qū)域。

一般會(huì)將一個(gè)指針變量賦值為NULL來(lái)表示一個(gè)空指針，而C語(yǔ)言中，NULL實(shí)質(zhì)是 （（void＊）0） ， 在C＋＋中，NULL實(shí)質(zhì)是0。在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)頭文件stdlib．h中，有如下定義：

＃ifdef ＿＿cplusplus
    ＃define NULL    0
＃else    
    ＃define NULL    （（void ＊）0）
＃endif
3．2 野指針：地址已經(jīng)失效的指針

我們都知道，函數(shù)中的局部變量存儲(chǔ)在棧區(qū)，通過(guò)malloc申請(qǐng)的內(nèi)存空間位于堆區(qū)，如下代碼：

int ＊p ＝ （int ＊）malloc（4）；
＊p ＝ 20；

內(nèi)存模型為：

在堆區(qū)申請(qǐng)了4個(gè)字節(jié)的空間，然后強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換為int＊型之后，賦值給指針變量p，然后通過(guò)＊p設(shè)置這個(gè)地址中的值為14，這是合法的。如果在釋放了p指針指向的空間之后，再使用＊p來(lái)操作這段地址，那就是非常危險(xiǎn)了，因?yàn)檫@個(gè)地址空間可能已經(jīng)被操作系統(tǒng)分配給其他代碼使用，如果對(duì)這個(gè)地址里的數(shù)據(jù)強(qiáng)行操作，程序立刻崩潰的話(huà)，將會(huì)是我們最大的幸運(yùn)！

int ＊p ＝ （int ＊）malloc（4）；
＊p ＝ 20；
free（p）；
／／ 在free之后就不可以再操作p指針中的數(shù)據(jù)了。
p ＝ NULL；  ／／ 最好加上這一句。