【C语言】指针与结构体

✨作者：@平凡的人1

✨专栏：《C语言从0到1》

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文章目录

• • @[toc]
  • ✍前言
  • 🌳指针
  • • 🍁什么是指针
    • 🍁指针类型与指针解引用
    • 🍁野指针
    • 🍁指针运算
    • 🍁指针和数组
    • 🍁二级指针
    • 🍁指针数组
  • 🌳结构体
  • • 🍁结构体的声明与成员的类型
    • 🍁结构体变量的定义和初始化及访问
    • 🍁结构体传参
  • 💺结语

✍前言

指针和结构体这两块内容是非常重要的，可以说是C语言的重点内容了，同时，如果学习C语言版的数据结构，我们可以知道，基本所有的数据结构都是建立在结构体之上的，以及相关操作也要用到指针，指针和结构体也是C语言的特点，对于一些面向对象的语言来说，如java就没有指针和结构体这种说法存在了。所以说，学好指针和结构体的内容非常重要，这是你后续学习其他知识的基础。基于此，我觉得有必要写这一篇博客，希望通过这篇博客让你对指针和结构体有一点的理解，本篇博客偏基础💖

🌳指针

🍁什么是指针

1. 指针是内存中一个最小单元的编号，也就是地址

2. 平时口语中说的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量

简单来说就是，指针就是地址，我们所说的指针通常指的是指针变量

可以这么来理解，对于内存：

对于指针变量：

我们在来通过代码的形式理解：

总结：

指针变量的大小：

• 在32位的机器上，地址是32个0或者1组成二进制序列，那地址就得用4个字节的空间来存储，所以一个指针变量的大小就应该是4个字节。

• 在64位机器上，如果有64个地址线，那一个指针变量的大小是8个字节，才能存放一个地址。

简单来说：指针的大小在32位平台是4个字节，在64位平台是8个字节>

🍁指针类型与指针解引用

指针类型

变量有不同的类型，整形，浮点型等。那指针也有不同的类型，要将&num（num的地址）保存到p中，我们知道p就是一个指针变量，我们给指针变量相应的类型。

指针的定义方式是： type + *

char  *pc = NULL;
int   *pi = NULL;
short *ps = NULL;
long  *pl = NULL;
float *pf = NULL;
double *pd = NULL;

指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）,可以通过代码理解：

char加1地址就是加1，int加1地址就是加4

指针解引用

指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大的权限（能操作几个字节）。

🍁野指针

野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的），有时候你自己可能都会忽略野指针的问题

原因：

• 局部变量指针未初始化，默认为随机值

  

• 越界访问

  

既然说到了野指针的原因了，我们自然要说一下怎么去避免野指针的出现问题

• 指针初始化
• 小心指针越界
• 指针指向空间释放即使置NULL
• 避免返回局部变量的地址
• 指针使用之前检查有效性

🍁指针运算

• 指针±整数

#define SIZE 5
float arr[SIZE];
float *p;
//指针+-整数；指针的关系运算
for (p = &arr[0]; p < &arr[SIZE];)
{ 
   
     *p++ = 0; 
}

• 指针-指针

以模拟实现strlen为例

int my_strlen(char *s) 
{ 
   
       char *p = s;
       while(*p != '\0' )
              p++;
       return p-s; 
}

• 指针的关系运算

for(p = &arr[SIZE]; p > &arr[0];)
{ 
   
    *--p = 0; 
}

化简

for(p = &arr[SIZE]; p >= &arr[0];p--) 
{ 
   
    *p = 0; 
}

实际在绝大部分的编译器上是可以顺利完成任务的，然而我们还是应该避免这样写，因为标准并不保证它可行。

🍁指针和数组

数组名和数组首元素的地址是一样的，数组名表示的是数组首元素的地址。（2种情况除外，sizeof(arr)与&arr）

数组名是地址，那就可以把数组名当成地址存放到一个指针中，我们使用指针来访问

可以看到两个地址是相同的，所以 p+i 其实计算的是数组 arr 下标为i的地址

🍁二级指针

指针变量也是变量，是变量就有地址，那指针变量的地址存便存放在二级指针

• *ppa 通过对ppa中的地址进行解引用，这样找到的是 pa ， *ppa 其实访问的就是 pa .
• **ppa 先通过 *ppa 找到 pa ,然后对 pa 进行解引用操作： *pa ，那找到的是 a .

因此，以此类推，实际上，不止只是有二级指针，还有三级指针、四级指针等等…不过用到的地方可能会比较少。

🍁指针数组

存放指针的数组就是指针数组。后面还会有数组指针，不过本篇博客以基础为主，不在这里展开论述。

int* arr[5];
//arr是一个数组，有五个元素，每个元素是一个整形指针。

这就是指针数组，下面我们可以简单通过代码来认识一下指针数组：

代码一：

代码二：

这是普通的二维数组打印

下面通过指针数组与一维数组结合打印出二维数组的效果

好了，关于指针的一些知识就先介绍到这。下面，我们来认识一下结构体。

🌳结构体

结构体是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。

🍁结构体的声明与成员的类型

结构体的声明

struct tag
{ 
   
 member-list; 
}variable-list;

//例如一个学生
//typedef：重命名
typedef struct Stu
{ 
   
 char name[20];//名字
 int age;//年龄
 char sex[5];//性别
 char id[20];//学号
}Stu；//分号

成员的类型

实际上，结构的成员可以是标量、数组、指针，甚至是其他结构体。

🍁结构体变量的定义和初始化及访问

有了结构体类型，那我们就该研究怎么去定义变量

struct Point
{ 
   
 int x;
 int y; 
}p1; //声明类型的同时定义变量p1

struct Point p2; //定义结构体变量p2

一般可以在声明的时候去定义变量。下面我们可以来看看怎么去初始化：

//一、常规初始化
struct Stu        //类型声明
{ 
   
 char name[15];//名字
 int age;      //年龄
};
struct Stu s = { 
   "zhangsan", 20};//初始化

//二、嵌套类型
struct Node
{ 
   
 int data;
 struct Point p;//嵌套结构体
 struct Node* next; //结构体的自引用
}n1 = { 
   10, { 
   4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化
struct Node n2 = { 
   20, { 
   5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化

定义和初始化完之后，我们自然就要去访问了

结构体变量访问成员

• 结构变量的成员是通过点操作符（.）访问的。点操作符接受两个操作数。

• 如果我们得到的不是一个结构体变量，而是指向一个结构体的指针，这时候通过（->）操作符进行访问

//上图源代码
#include <stdio.h>
struct Stu
{ 
   
	char name[20];
	int age;
};

void print(struct Stu* ps) 
{ 
   
	printf("name = %s\t age = %d\n", (*ps).name, (*ps).age);
	//使用结构体指针访问指向对象的成员
	printf("name = %s\t age = %d\n", ps->name, ps->age);
}

int main()
{ 
   
	struct Stu s = { 
    "zhangsan", 20 };
	print(&s);//结构体地址传参
	return 0;
}

🍁结构体传参

传参既可以传结构体，也可以传结构体地址>，下面进行代码演示：

可以看到两种传参方式不同，打印出来的效果却是一样的，但是有什么区别呢？对于上面的 print1 和 print2 函数哪个更好呢？

print2函数

其实在函数栈帧的时候就大概多多少少有涉及到，可以去看看我之前写的博客。函数传参的时候，参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。

所以，对于结构体传参的时候，传结构体的地址较好。

💺结语

通过上面的学习，我们对指针和结构体有了一定的认识，好了，就先到这里结束。

今天的文章【C语言】指针与结构体分享到此就结束了，感谢您的阅读，如果确实帮到您，您可以动动手指转发给其他人。