C語言中指針變量的使用

當(dāng)我們將一個(gè)指針變量定義好之后，接下來需要考慮的問題就是如何來使用這個(gè)指針變量了。前面學(xué)習(xí)普通變量的時(shí)候，我們知道，一個(gè)變量的操作其實(shí)就是分成讀和寫兩個(gè)步驟。而指針變量在平時(shí)使用的時(shí)候，也是主要分成讀和寫兩個(gè)操作步驟，不同于常規(guī)變量的是，指針變量的賦值運(yùn)算其實(shí)是寫入一個(gè)普通變量的地址，我們將這一個(gè)過程稱為指針變量的“指向操作”。而對(duì)指針變量讀取的時(shí)候，由于指針變量存放的是某一個(gè)變量的地址，而讀取某一個(gè)地址這個(gè)操作往往是沒有意義的，因此在指針變量讀取的時(shí)候，大多數(shù)情況我們都是讀取指針變量指向的那個(gè)變量里面的內(nèi)容。

指針變量的指向操作，其實(shí)就是將定義好的一個(gè)指針變量指向某一個(gè)變量或者內(nèi)存區(qū)域，其方式為：“數(shù)據(jù)類型 *指針變量名 = &指向的變量;“。當(dāng)然也可以先定義指針，再將其指向某一個(gè)變量，即：

“數(shù)據(jù)類型 *指針變量;

指針變量 = &指向的變量;“

在使用時(shí)，一定要注意上面“*“號(hào)的用法差異。還需要注意的是，一個(gè)指針變量只能指向與其數(shù)據(jù)類型相同的變量。

一旦一個(gè)指針指向某一個(gè)變量之后，操作這個(gè)指針變量就如同操作其指向的那個(gè)變量了。在操作時(shí)，我們使用“*指針變量名“的形式進(jìn)行讀取和寫入，就等同于對(duì)指針?biāo)赶蜃兞康淖x和寫操作。指針變量指向變量的讀取如圖1所示。

圖1 指針變量指向變量的讀取

同時(shí)，指針變量指向變量的賦值如圖2所示。

圖2指針變量指向變量的賦值

由圖1和圖2中我們可以看出，當(dāng)指針變量p指向了變量a之后，使用*p進(jìn)行操作，就如同在操作變量a。以上就是指針變量的操作，非常簡單。

需要注意的是，當(dāng)一個(gè)指針被定義好之后，一定要對(duì)其進(jìn)行初始化，即指向某一個(gè)變量的地址，沒有指向任何變量的指針被稱為“空指針”，空指針無法去做任何操作，一旦對(duì)空指針進(jìn)行賦值，那么編譯出來的程序?qū)?huì)無法使用，如圖3所示。

圖3 指針未指向變量輸出錯(cuò)誤

這種沒有指向任何變量的指針被稱為“野指針“，注意不是”空指針“，空指針和野指針是不一樣的指針，野指針是非法的，空指針是合法的，關(guān)于空指針和野指針的區(qū)別為：

野指針是不知道指向什么地方的指針，它的出現(xiàn)主要原因是沒有對(duì)指針進(jìn)行初始化，或者指針?biāo)赶虻膬?nèi)存塊被釋放之后，沒有將該指針設(shè)置成空指針。

空指針是指指向NULL的指針，NULL為C語言定義的宏，為0，關(guān)于空指針我們后面會(huì)詳細(xì)講解。

我們前面說過，一個(gè)變量的地址是當(dāng)我們?cè)诙x這個(gè)變量時(shí)由編譯器主動(dòng)隨機(jī)分配的，因此如果我們?cè)诙x一個(gè)指針變量之后，隨意地對(duì)其賦值，對(duì)于用戶來說，我們不清楚那一塊內(nèi)存地址可用，那一塊不可用。那么這樣操作是不是就是不合法的呢?其實(shí)并不是，比如我們?cè)谧?a target="_blank">單片機(jī)的時(shí)候，某一個(gè)外設(shè)的地址你可以從數(shù)據(jù)手冊(cè)上面查到，那么我們此時(shí)要定義一個(gè)指針來指向這個(gè)地址，以便給后續(xù)的程序使用，那么這種情況下，我們勢必需要顯示地將一個(gè)地址賦值給這個(gè)指針變量。反過來說，指針就是由于可以任意地指向任何地方，所以一旦使用不當(dāng)，比如將一個(gè)指針指向一些受保護(hù)的內(nèi)存塊并且修改這一塊內(nèi)容，那么會(huì)引起一些不可估量的錯(cuò)誤。

如果對(duì)一個(gè)指針貿(mào)然地賦值一個(gè)常量，那么編譯器會(huì)不知所措，在這種不知所措之下，編譯器只會(huì)報(bào)一個(gè)警告，這個(gè)警告的中文意思就是，將一個(gè)int類型的變量賦值給一個(gè)(int *)類型的變量，如圖4所示。

圖4 給指針賦值一個(gè)常量

正確的做法是，我們需要將這個(gè)常量強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針類型，關(guān)于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換其實(shí)很簡單，只需要將這個(gè)變量或者常量前面用括號(hào)加一個(gè)你所需要轉(zhuǎn)換的類型即可。如圖5所示。

圖5 給指針賦值一個(gè)常量地址

現(xiàn)在我們來做一個(gè)實(shí)例，先定義一個(gè)變量a，假設(shè)這個(gè)變量a的地址是我們硬件某一個(gè)外設(shè)的地址，我們可以先編程獲取其地址，如圖6所示。

圖6 獲取某一個(gè)變量的地址

接著，我們來定義一個(gè)指針變量，并且顯示地將這個(gè)地址賦值給這個(gè)變量，接著，對(duì)這個(gè)指針?biāo)赶虻膬?nèi)存進(jìn)行賦值，我們來看看最終變量a里面的內(nèi)容是否會(huì)跟著改變。既然模擬的是硬件，那么此時(shí)有個(gè)小提示需要注意，我們一定要用“volatile“關(guān)鍵詞來修飾這個(gè)內(nèi)存區(qū)域。如圖7所示。

圖7 指針指向外設(shè)模擬

通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們可以看出，只要指針使用合理，對(duì)它進(jìn)行地址賦值是可以很方便地去使用某一個(gè)硬件外設(shè)的。

以上就是指針的簡單應(yīng)用，接下來的內(nèi)容，我們正式開始學(xué)習(xí)指針。