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诠释C指针操作(二)

发布时间:2020-09-24 发布时间:
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例九: 

char *str[3]={ 
"Hello,this is sample!","Hi,good morning.","Hello world"

}; 
char s[80]; 
strcpy(s,str[0]);//也可写成strcpy(s,*str); 
strcpy(s,str[1]);//也可写成strcpy(s,*(str+1)); 

strcpy(s,str[2]);//也可写成strcpy(s,*(str+2)); 

上例中,str是一个三单元的数组,该数组的每个单元都是一个指
针,这些指针各指向一个字符串。把指针数组名str当作一个指针的话,它指向数组的第0
号单元,它的类型是char**,它指向的类型是char *。 

*str也是一个指针,它的类型是char*,它所指向的类型是char,
它指向的地址是字符串"Hello,this is sample!"的第一个字符的地址,即'H'的地址。


str+1也是一个指针,它指向数组的第1号单元,它的类型是
char**,它指向的类型是char *。 

*(str+1)也是一个指针,它的类型是char*,它所指向的类型是
char,它指向"Hi,good morning."的第一个字符'H',等等。 

下面总结一下数组的数组名的问题。声明了一个数组TYPE array
[n],则数组名称array就有了两重含义:第一,它代表整个数组,它的类型是TYPE [n];
第二,它是一个指针,该指针的类型是TYPE*,该指针指向的类型是TYPE,也就是数组单元
的类型,该指针指向的内存区就是数组第0号单元,该指针自己占有单独的内存区,注意它
和数组第0号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是不能修改的,即类似array++的表
达式是错误的。 

在不同的表达式中数组名array可以扮演不同的角色。 


在表达式sizeof(array)中,数组名array代表数组本身,故这时
sizeof函数测出的是整个数组的大小。 

在表达式*array中,array扮演的是指针,因此这个表达式的结果
就是数组第0号单元的值。sizeof(*array)测出的是数组单元的大小。 

表达式array+n(其中n=0,1,2,....。)中,array扮演的是指
针,故array+n的结果是一个指针,它的类型是TYPE*,它指向的类型是TYPE,它指向数组
第n号单元。故sizeof(array+n)测出的是指针类型的大小。 

例十: 

int array[10]; 

int (*ptr)[10]; 

ptr=&array; 

上例中ptr是一个指针,它的类型是int (*)[10],他指向的类型是
int [10],我们用整个数组的首地址来初始化它。在语句ptr=&array中,array代表数组本
身。 

本节中提到了函数sizeof(),那么我来问一问,sizeof(指针名称)
测出的究竟是指针自身类型的大小呢还是指针所指向的类型的大小?答案是前者。例如:


int (*ptr)[10]; 

则在32位程序中,有: 

sizeof(int(*)[10])==4 

sizeof(int [10])==40 

sizeof(ptr)==4 

实际上,sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小,而不是
别的什么类型的大小。 

第六章。指针和结构类型的关系 

可以声明一个指向结构类型对象的指针。 

例十一: 
struct MyStruct 

int a; 
int b; 
int c; 

MyStruct ss={20,30,40};//声明了结构对象ss,并把ss的三个成
员初始化为20,30和40。 
MyStruct *ptr=&ss;//声明了一个指向结构对象ss的指针。它的类
型是MyStruct*,它指向的类型是MyStruct。 
int *pstr=(int*)&ss;//声明了一个指向结构对象ss的指针。但是
它的类型和它指向的类型和ptr是不同的。 
请问怎样通过指针ptr来访问ss的三个成员变量? 

答案: 
ptr->a; 
ptr->b; 
ptr->c; 
又请问怎样通过指针pstr来访问ss的三个成员变量? 

答案: 
*pstr;//访问了ss的成员a。 
*(pstr+1);//访问了ss的成员b。 
*(pstr+2)//访问了ss的成员c。 
呵呵,虽然我在我的MSVC++6.0上调式过上述代码,但是要知道,
这样使用pstr来访问结构成员是不正规的,为了说明为什么不正规,让我们看看怎样通过
指针来访问数组的各个单元:

例十二: 
int array[3]={35,56,37}; 
int *pa=array; 
通过指针pa访问数组array的三个单元的方法是: 

*pa;//访问了第0号单元 
*(pa+1);//访问了第1号单元 
*(pa+2);//访问了第2号单元 
从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一
样。 
所有的C/C++编译器在排列数组的单元时,总是把各个数组单元存
放在连续的存储区里,单元和单元之间没有空隙。但在存放结构对象的各个成员时,在某
种编译环境下,可能会需要字对齐或双字对齐或者是别的什么对齐,需要在相邻两个成员
之间加若干"填充字节",这就导致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。 
 所以,在例十二中,即使*pstr访问到了结构对象ss的第一个成员
变量a,也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员b。因为成员a和成员b之间可能会有
若干填充字节,说不定*(pstr+1)就正好访问到了这些填充字节呢。这也证明了指针的灵活
性。要是你的目的就是想看看各个结构成员之间到底有没有填充字节,嘿,这倒是个不错
的方法。 [page]

通过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针ptr
的方法。 

第七章。指针和函数的关系 

可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。 
int fun1(char*,int); 
int (*pfun1)(char*,int); 
pfun1=fun1; 
.... 
.... 
int a=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针饔煤? 

可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中,可以用指针表达
式来作为 实参。 
例十三: 
int fun(char*); 
int a; 
char str[]="abcdefghijklmn"; 
a=fun(str); 
... 
... 
int fun(char*s) 

int num=0; 
for(int i=0;i 

num+=*s;s++; 

return num; 

这个例子中的函数fun统计一个字符串中各个字符的ASCII码值之
和。前面说了,数组的名字也是一个指针。在函数调用中,当把str作为实参传递给形参s
后,实际是把str的值传递给了s,s所指向的地址就和str所指向的地址一致,但是str和s
各自占用各自的存储空间。在函数体内对s进行自加1运算,并不意味着同时对str进行了自
加1运算。  

第八章。指针类型转换 

当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时,赋值号的左边是一个
指针,赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中,绝大多数情况下,指
针的类型和指针表达式的类型是一样的,指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是
一样的。 

例十四: 

1。 float f=12.3; 
2。 float *fptr=&f; 
3。 int *p; 
在上面的例子中,假如我们想让指针p指向实数f,应该怎么搞?是
用下面的 语句吗? 
p=&f; 
不对。因为指针p的类型是int*,它指向的类型是int。表达式&f的
结果是一个指针,指针的类型是float*,它指向的类型是float。两者不一致,直接赋值的
方法是不行的。至少在我的MSVC++6.0上,对指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致,
所指向的类型也一致,其它的编译器上我没试过,大家可以试试。为了实现我们的目的,
需要进行"强制类型转换": 
p=(int*)&f; 
如果有一个指针p,我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP*
和TYPE,那么语法格式是: 
(TYPE*)p; 
这样强制类型转换的结果是一个新指针,该新指针的类型是
TYPE*,它指向的类型是TYPE,它指向的地址就是原指针指向的地址。而原来的指针p的一
切属性都没有被修改。 
一个函数如果使用了指针作为形参,那么在函数调用语句的实参和
形参的结合过程中,也会发生指针类型的转换。 
例十五: 
void fun(char*); 
int a=125,b; 
fun((char*)&a); 
... 
... 
void fun(char*s) 

char c; 
c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c; 
c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c; 


注意这是一个32位程序,故int类型占了四个字节,char类型占一
个字节。函数fun的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意到了吗?在函数调
用语句中,实参&a的结果是一个指针,它的类型是int *,它指向的类型是int。形参这个
指针的类型是char*,它指向的类型是char。这样,在实参和形参的结合过程中,我们必须
进行一次从int*类型到char*类型的转换。结合这个例子,我们可以这样来想象编译器进行
转换的过程:编译器先构造一个临时指针 char*temp,然后执行temp=(char*)&a,最后再
把temp的值传递给s。所以最后的结果是:s的类型是char*,它指向的类型是char,它指向
的地址就是a的首地址。 
 我们已经知道,指针的值就是指针指向的地址,在32位程序中,指
针的值其实是一个32位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值直接赋给指针呢?就象
下面的语句: 

unsigned int a; 

TYPE *ptr;//TYPE是int,char或结构类型等等类型。 

... 
... 
a=20345686; 
ptr=20345686;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686(十
进制) 
ptr=a;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686(十进制)

编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就
不能达到了吗?不,还有办法: 
unsigned int a; 
TYPE *ptr;//TYPE是int,char或结构类型等等类型。 

... 
... 
a=某个数,这个数必须代表一个合法的地址; 
ptr=(TYPE*)a;//呵呵,这就可以了。 
严格说来这里的(TYPE*)和指针类型转换中的(TYPE*)还不一样。这
里的(TYPE*)的意思是把无符号整数a的值当作一个地址来看待。 

上面强调了a的值必须代表一个合法的地址,否则的话,在你使用
ptr的时候,就会出现非法操作错误。 

想想能不能反过来,把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取
出来。完全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出来,然后再把这个
整数当作一个地址赋给一个指针: 

例十六: 

int a=123,b; 
int *ptr=&a; 
char *str; 
b=(int)ptr;//把指针ptr的值当作一个整数取出来。 

str=(char*)b;//把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。

好了,现在我们已经知道了,可以把指针的值当作一个整数取出
来,也可以把一个整数值当作地址赋给一个指针。 
第九章。指针的安全问题 
看下面的例子: 
例十七: 
char s='a'; 
int *ptr; 
ptr=(int*)&s; 
*ptr=1298; 
指针ptr是一个int*类型的指针,它指向的类型是int。它指向的地
址就是s的首地址。在32位程序中,s占一个字节,int类型占四个字节。最后一条语句不但
改变了s所占的一个字节,还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是
干什么的?只有编译程序知道,而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储
了非常重要的数据,也许这三个字节里正好是程序的一条代码,而由于你对指针的马虎应
用,这三个字节的值被改变了!这会造成崩溃性的错误。 

让我们再来看一例: 

例十八: 

1。 char a; 
2。 int *ptr=&a; 
... 
... 
3。 ptr++; 
4。 *ptr=115; 
该例子完全可以通过编译,并能执行。但是看到没有?第3句对指
针ptr进行 
自加1运算后,ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向的一块存
储区。这块存储区里是什么?我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据,甚至可能是
一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写入一个数据!这是严重的错误。所以在使用指针
时,程序员心里必须非常清楚:我的指针究竟指向了哪里。 

在用指针访问数组的时候,也要注意不要超出数组的低端和高端界
限,否则也会造成类似的错误。 
在指针的强制类型转换:ptr1=(TYPE*)ptr2中,如果sizeof(ptr2
的类型)大于sizeof(ptr1的类型),那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是安
全的。如果sizeof(ptr2的类型)小于sizeof(ptr1的类型),那么在使用指针ptr1来访问
ptr2所指向的存储区时是不安全的。至于为什么,读者结合例十七来想一想,应该会明白
的。




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