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第八章 初阶指针
阅读量:732 次
发布时间:2019-03-21

本文共 1284 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

提高了指针相关内容的开发效率,潜在内存泄漏风险,是一个复杂而重要的概念。指针让程序能够直接操作内存,显著提升了现代计算机性能;然而,若处理不当,可能引发严重的后果。本文将深入讲解指针的基础知识、类型及其应用。

1. 指针的基础概念

1.1 定义与作用

在编程中,内存管理和数据访问是核心操作。计算机使用地址存储数据,地址是指向内存单元的编号。软件范式认为,地址通过变量存储,从而链接数据和程序逻辑。因此,以地址的形式呈现的变量被称为指针。

1.2 内存结构

对32位系统而言,内存地址由32个比特(4字节)编码,共提供4GB地址空间。每个地址对应8个比特(1字节)的数据单元。64位系统则扩展至8字节(64位)。

1.3 指针变量类型

指针类型与数据类型相关。char*指针存储字符地址,int*则指向整数,double*指向浮点数。不同类型的指针不能随意混用,需区分解读权限和步长。

2. 指针与指针类型

2.1 指针类型的意义

指针类型影响其可操作范围。例如,char*只能访问1字节,int*访问4字节。类型也决定了指针移动一步的步长。不同指针类型的步长和范围必须匹配数据类型,否则可能引发运行错误。

2.2 指针类型示例

int* pa; // 存放整数指针,大小4字节char* pc; // 字符指针,大小1字节

通过示例发现,指针类型的选择需基于数据使用需求,确保其可靠性和安全性。

3. 野指针预防

3.1 野指针的表现

未初始化或越界的指针无法访问有效内存,导致运行时错误、数据丢失或程序崩溃。正确管理指针可弥解决这些问题。

3.2 野指针的表现

未初始化的指针(如局部变量默认值)或越界操作的后果包括内存碎片化和程序异常。

3.3 预防措施

  • 初始化指针为NULL或指向有效内存区。
  • 及时发现超过内存范围。
  • 内存释放后及时置NULL
  • 使用工具辅助检测潜在问题。

4. 指针运算

4.1 指针运算形式

指针可以进行:

  • 加减整数操作。
  • 指针减指针,计算元素个数。
  • 指向地址间的关系操作。

4.2 常见示例

float a[5];float* pa = a;for(pa; pa < a+5; pa++) {    *pa = 0;}

代码展示了指针数组元素逐一设置为0的过程。

4.3 特殊注意事项

指针运算需严格避免越界操作,否则造成内存损坏或程序崩溃。关键是理解指针操作方式及其潜在风险。

5. 指针与数组

5.1 数组地址性质

数组名实际上是数组首元素的指针与数组起始位置的内存映射。

5.2 数组操作示例

int arr[5] = {1,2,3,4,5};int* p = arr;// 以下操作等效且有相同结果printf("%d\n", arr[2]); // 3printf("%d\n", *arr);    // 1printf("%d\n", p[2]);    // 0x1C

代码说明了数组和指针操作方式的等效性。

5.3 数组处理观念

理解数组操作是理解指针操作的重要基础。数组作为一种简化的指针容器,使内存操作更高效和安全。

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