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這篇“C語言指針、地址和數組函數堆空間的關系是什么”文章的知識點大部分人都不太理解，所以小編給大家總結了以下內容，內容詳細，步驟清晰，具有一定的借鑒價值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“C語言指針、地址和數組函數堆空間的關系是什么”文章吧。
指針是C語言中的變量
因為是變量，所以用于保存具體值
特殊之處，指針保存的值是內存中的地址
內存地址是什么?
內存是計算機中的存儲部件，每個存儲單元有固定唯一的編號
內存中存儲單元的編號即內存地址
需要弄清楚的事實
程序中的一切元素都存在于內存中，因此，可通過內存地址訪問程序元素。
內存示例
獲取地址
C語言中通過 & 操作符獲取程序元素的地址
& 可獲取變量，數組，函數的起始地址
內存地址的本質是一個無符號整數(4字節或8字節)
下面看一個簡單的例子：
#include<stdio.h>
int main()
{
int var = 0;
printf("var value = %d\n", var);
printf("var address = %p\n", &var);
return 0;
}下面為輸出結果：
注意事項
只有通過 內存地址＋長度 才能確定一個變量中保存的值。
指針定義語法：
type *point;
type - 數據類型，決定訪問內存時的長度范圍
* 標志，意味著定義一個指針變量
pointer 變量名，遵循C語言命名規則
例如：
int main()
{
char* pChar;
short* pShort;
int* pInt;
float* pFloat;
double* pDouble;
return 0;
}指針內存訪問：
* pointer
指針訪問操作符（*）作用于指針變量即可訪問內存數據
指針的類型決定通過地址訪問內存時的長度范圍
指針的類型統一占用 4 字節或 8 字節
即：sizeof(type*) == 4或 sizeof(type*) == 8
下面看一段代碼，感受一下：
#include <stdio.h>
int main()
{
int var = 0;
int another = 0;
int* pVar = NULL;
printf("1. var = %d\n", var);
printf("1. pVar = %p\n", pVar);
pVar = &var; // 使用指針保存變量的地址
*pVar = 100; // *pVar 等價于 var ， var = 100;
printf("2. var = %d\n", var);
printf("2. pVar = %p\n", pVar);
pVar = &another; // 改變了 pVar 的指向，使得 pVar 保存 another 的地址
*pVar = 1000; // another = 1000;
printf("3. another = %d\n", another);
printf("3. pVar = %p\n", pVar);
printf("4. add ==> %d\n", var + another + *pVar); // 100 + 1000 + 1000 ==> 2100
return 0;
}下面為輸出結果：
注意 NULL 地址為 00000000
小結
指針是C語言中的變量（本質為容器)
指針專用于保存程序元素的內存地址
可使用 * 操作符通過指針訪問程序元素本身
指針也有類型，指針類型由 數據類型＋* 構成
靈魂三問
指針類型和普通類型之間的關系是什么?
何看待“內存地址＋長度才能訪問內存中的數據”?
不同類型的指針可以相互賦值嗎?
初學指針的軍規
Type* 類型的指針只保存 Type 類型變量的地址
禁止不同類型的指針相互賦值
禁止將普通數值當作地址賦值給指針
注意：指針保存的地址必須是有效地址
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 10;
float f = 10;
int* pi = &f; // WARNING
float* pf = &f; // OK
printf("pi = %p, pf = %p\n", pi, pf);
printf("*pi = %d, *pf = %f\n", *pi, *pf);
pi = i; // WARNING
*pi = 110; // OOPS
printf("pi = %p, *pi = %d\n", pi, *pi);
return 0;
}下面為輸出結果：
這個程序犯了兩個錯誤：
1、將不同類型的指針相互賦值，雖然 int 類型的指針變量保存的地址是對的，但是其所保存的值是錯的。
2、 將普通數值當作地址賦值給指針，這會導致嚴重的錯誤，不能正確輸出
編寫函數交換兩個變量的值
想要編寫函數交換變量的值，那么，必須有能力在函數內部修改函數外部的變量!!!
看下面的代碼：
#include <stdio.h>
void func(int* p)
{
*p = 100; // 修改內存中 4 字節的數據，即：修改一個整型變量的值
}
void swap(int* pa, int* pb)
{
int t = 0;
t = *pa;
*pa = *pb;
*pb = t;
}
int main()
{
int var = 0;
int a = 1, b = 2;
printf("1. var = %d\n", var);
func( &var );
printf("2. var = %d\n", var);
printf("3. a = %d, b = %d\n", a, b);
swap(&a, &b);
printf("4. a = %d, b = %d\n", a, b);
return 0;
}下面為輸出結果：
小結論
可以利用指針從函數中“返回”多個值 (return只能返回一個值)!!
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
int calculate(int n, long long* pa, long long* pm)
{
int ret = 1;
if( (1 <= n) && (n <= 20) )
{
int i = 0;
*pa = 0;
*pm = 1;
for(i=1; i<=n; i++)
{
*pa = *pa + i;
*pm = *pm * i;
}
}
else
{
ret = 0;
}
return ret;
}
int main()
{
long long ar = 0;
long long mr = 0;
if( calculate(5, &ar, &mr) )
printf("ar = %lld, mr = %lld\n", ar, mr);
return 0;
}下面為輸出結果：
這段代碼中的子函數通過指針，計算了1加到5以及1乘到5的值，這就間接地通過指針從子函數“返回”多個值
小結
指針是變量，因此賦值時必須保證類型相同
指針變量保存的地址必須是有效地址
通過指針參數
一能夠實現函數交換變量的值
一能夠從函數中“返回”多個值
問題
數組的本質是一片連續的內存，那么，數組的地址是什么？如何獲取?
一些事實
使用取地址操作符&獲取數組的地址
數組名可看作一個指針，代表數組中 0 元素的地址
當指針指向數組元素時，可進行指針運算（指針移動)
深入理解數組地址( int a[]= {1, 2, 3, 4, 5}; )
&a 與 a 在數值上相同，但是意義上不同
&a 代表數組地址，類型為：int(*)[5]
a 代表數組0號元素地址，類型為: int*
指向數組的指針: int (*pName)[5] = &a;
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[] = {1, 2, 3, 4, 0};
int* p = a; // a 的類型為 int*, &a[0] ==> int*
int (*pa) [5] = &a;
printf("%p, %p\n", p, a);
p++;
*p = 100; // a[1] = 100;
printf("%d, %d\n", *p, a[1]);
printf("%p, %p\n", &a, a);
p = pa; // WARNING !!!!
p = a;
while( *p )
{
printf("%d\n", *p);
p++;
}
return 0;
}下面為運行結果：
需要注意的是，p 和 pa不是一個指針類型，所以令 p = pa 這種做法是不正確的。
注意
數組名并不是指針，只是代表了0號元素的地址，因此可以當作指針使用。
指針與數組的等價用法
假如：
int a[ ] = {1, 2,3, 4,5}
int* p = a;
則以下等價：
a[i] <--> *(a + i) <--> *(p + i) <--> p[i]
下面看一段代碼，加深理解：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p = a;
int i = 0;
// a[i] <==> *(a+i) <==> *(p+i) <==> p[i]
for(i=0; i<5; i++)
{
printf("%d, %d\n", a[i], *(a + i));
}
printf("\n");
for(i=0; i<5; i++)
{
printf("%d, %d\n", a[i], p[i]);
}
printf("\n");
for(i=0; i<5; i++)
{
printf("%d, %d\n", p[i], *(p + i));
}
printf("\n");
printf("a = %p, p = %p\n", a, p);
printf("&a = %p, &p = %p\n", &a, &p);
return 0;
}下面為輸出結果：
這里可以看到 a和 p的地址不同，因為它們是兩個不同的指針變量。
字符串拾遺
字符串常量是 char* 類型，一種指針類型
指針移動組合拳：
int v = *p++;
解讀：
指針訪問操作符(*)和自增運算操作符（++) 優先級相同
所以，先從p指向的內存中取值，然后p進行移動
等價于：
int v = *p;
p++;
下面看一段代碼，體會一下：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[] = {1, 2, 3};
int* p = a;
int v = *p++;
char* s = NULL;
printf("%p\n", "D.T.Software");
printf("%p\n", "D.T.Software");
printf("v = %d, *p = %d\n", v, *p);
printf("First = %c\n", *"D.T.Software");
s = "D.T.Software";
while( *s ) printf("%c", *s++);
printf("\n");
return 0;
}下面為輸出結果：
因為D.T.Software 在全局數據區的起始地址一樣，所以兩次打印出來的地址一樣。
小結
數組名可看作一個指針，代表數組中0元素的地址
&a與a在數值上相同，但是意義上不同
C語言中的字符串常量的類型是 char *
當指針指向數組元素時，才能進行指針運算
問題
函數調用時會跳轉到函數體對應的代碼處執行，那么，如何知道函數體代碼的具體位置?
深入函數之旅
函數的本質是一段內存中的代碼（占用一片連續內存)
函數擁有類型，函數類型由返回類型和參數類型列表組成
例：
| 函數申明 | 類型 |
| int sum(int n); | int (int) |
| void swap(int* pa, int* pb) | void (int*, int*) |
| void g(void); | void (void) |
函數的一些事實
函數名就是函數體代碼的起始地址（函數入口地址)
通過函數名調用函數，本質為指定具體地址的跳轉執行
因此，可定義指針，保存函數入口地址
函數指針（ Type func (Type1 a,Type2 b))
函數名即函數入口地址，類型為 Type(*)(Type1,Type2)
對于 func 的函數，&func 與 func 數值相同，意義相同
指向函數的指針：Type (*pFunc) (Type1, Type2) = func;
函數指針參數
函數指針的本質還是指針（變量，保存內存地址)
可定義函數指針參數，使用相同代碼實現不同功能
注意
函數指針只是單純的保存函數的入口地址
因此
只能通過函數指針調用目標函數
不能進行指針移動(指針運算)
下面看一段代碼，理解一下：
#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int mul(int a, int b)
{
return a * b;
}
int calculate(int a[], int len, int(*cal)(int, int))
{
int ret = a[0];
int i = 0;
for(i=1; i<len; i++)
{
ret = cal(ret, a[i]);
}
return ret;
}
int main()
{
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int (*pFunc) (int, int) = NULL;
pFunc = add;
printf("%d\n", pFunc(1, 2));
printf("%d\n", (*pFunc)(3, 4));
pFunc = &mul;
printf("%d\n", pFunc(5, 6));
printf("%d\n", (*pFunc)(7, 8));
printf("1 + ... + 5 = %d\n", calculate(a, 5, add));
printf("1 * ... * 5 = %d\n", calculate(a, 5, mul));
return 0;
}下面為輸出結果：
這里注意，只有調用的時候，才能確定 calculate() 子函數中的 cal 是什么函數。
再論數組參數
函數的數組形參退化為指針！因此，不包含數組實參的長度信息。使用數組名調用時，傳遞的是0號元素的地址。
void func(int a[ ]) <--> void func(int* a)
<--> void func (int a[1])
<--> void func (int a[10)
<--> void func(int a[100)
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
int demo(int arr[], int len) // int demo(int* arr, int len)
{
int ret = 0;
int i = 0;
printf("demo: sizeof(arr) = %d\n", sizeof(arr));
while( i < len )
{
ret += *arr++;
i++;
}
return ret;
}
int main()
{
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
// int v = *a++;
printf("return value: %d\n", demo(a, 5));
return 0;
}下面為輸出結果：
定義的形參arr[]可以進行 *arr++ 的操作，這就說明函數的數組形參退化為指針，因為數組不可以進行 ++ 的運算。
小結
函數名的本質是函數體的入口地址
函數類型由返回類型和參數類型列表組成
可定義指向函數的指針：Type (*pFunc) (Type1,Type2);
函數指針只是單純的保存函數的入口地址（不能進行指針運算)
再論內存空間
內存區域不同，用途不同
全局數據區：存放全局變量，靜態變量
棧空間：存放函數參數，局部變量
堆空間：用于動態創建變量（數組)
堆空間的本質
備用的“內存倉庫”，以字節為單位預留的可用內存
程序可在需要時從“倉庫”中申請使用內存（動態借)
當不需要再使用申請的內存時，需要及時歸還（動態還)
問題
如何從堆空間申請內存?如何歸還?
預備知識-- void*
void 類型是基礎類型，對應的指針類型為 void*
void* 是指針類型，其指針變量能夠保存地址
通過 void* 指針無法獲取內存中的數據（無長度信息)
void* 總結
不可使用void*指針直接獲取內存數據。
void*指針可與其它數據指針相互賦值。
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
int main()
{
char c = 0;
int i = 0;
float f = 2.0f;
double d = 3.0;
void* p = NULL;
double* pd = NULL;
int* pi = NULL;
/* void* 指針可以保存任意類型的地址 */
p = &c;
p = &i;
p = &f;
p = &d;
printf("%p\n", p);
// void* 類型的指針無法訪問內存中的數據
// printf("%f\n", *p);
/* void* 類型的變量可以直接合法的賦值給其他具體數據類型的指針變量 */
pd = p;
pi = p;
// void* 是例外，其他指針類型的變量不能相互賦值
// pd = pi;
return 0;
}下面為輸出結果：
注意幾個問題：
1.void* 指針可以保存任意類型的地址
2.void* 類型的指針無法訪問內存中的數據
3.void* 類型的變量可以直接合法的賦值給其他具體數據類型的指針變量
4.void* 是例外，其他指針類型的變量不能相互賦值
堆空間的使用
工具箱：stdlib.h
申請：void* malloc ( unsigned bytes )
歸還：void free( void* p)
堆空間的使用原則
有借有還，再借不難（杜絕只申請，不歸還)
malloc申請內存后，應該判斷是否申請成功
free只能釋放申請到的內存，且不可多次釋放（free 釋放的是堆空間的地址）
下面看一段代碼感受一下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = malloc(4); // 從堆空間申請 4 個字節當作 int 類型的變量使用
if( p != NULL ) // 如果申請失敗 p 為 0 ，即：空值
{
*p = 100;
printf("%d\n", *p);
free(p);
}
p = malloc(4 * sizeof(int));
if( p != NULL )
{
int i = 0;
for(i=0; i<4; i++)
{
p[i] = i * 10;
}
for(i=0; i<4; i++)
{
printf("%d\n", p[i]);
}
free(p);
}
return 0;
}下面為輸出結果：
小結
堆空間是程序中預留且可用的內存區域
void*指針只能能夠保存地址，但無法獲取內存數據
void*指針可與其它數據指針相互賦值
malloc申請內存后，應該判斷是否申請成功
free只能釋放申請到的內存，且不可多次釋放
多級指針
可以定義指針的指針保存其它指針變量的地址
如：
Type v;
Type *pv = &v;
Type** ppv = &pv;
type*** pppv = &ppv;
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 1;
int* p = &a;
int** pp = &p;
**pp = 2; // a = 2;
*pp = &b; // p = &b;
*p = 3; // b = 3;
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
return 0;
}下面為輸出結果：
*pp 就是取 pp 里面的內容，而 pp 里面存的內容是 p 的地址，所以 *pp 就相當于p 的內容，而 p 的內容就是 a 的地址，所以說 **p 就相當于 a，**p = 2 也就是把 2 賦值給 a，*pp = &b 即為 p = &b，所以 *p = 3，就是把 3 賦值給 b。
下面再看一段代碼：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int getDouble(double** pp, unsigned n)
{
int ret = 0;
double* pd = malloc(sizeof(double) * n);
if( pd != NULL )
{
printf("pd = %p\n", pd);
*pp = pd;
ret = 1;
}
return ret;
}
int main()
{
double* p = NULL;
if( getDouble(&p, 5) )
{
printf("p = %p\n", p);
free(p);
}
return 0;
}下面為輸出結果：
這里特別注意：函數外的一個一級指針指向了這里申請的堆空間
再論二維數組
二維數組的本質是一維數組 ，即：數組中的元素是一維數組!!
因此：
int a[2][2];
a 就是 &a[0]
a[0] 的類型是 int[2]
可知 a 的類型是 int (*)[2]
下面看一段代碼：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int b[2][2] = {{1, 2}, {3, 4}};
int (*pnb) [2] = b; // b 的類型是 int(*)[2]
*pnb[1] = 30;
printf("b[0][0] = %d\n", b[0][0]);
printf("b[0][1] = %d\n", b[0][1]);
printf("b[1][0] = %d\n", b[1][0]);
printf("b[1][1] = %d\n", b[1][1]);
return 0;
}下面為輸出結果：
pnb[0]是[1,2]，pnb[1]經過賦值后是[30,4]，所以*(pnb[1])就是取該數組所代表的第0個元素，也就是30。
下面再看一個代碼：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int* func()
{
int var = 100;
return &var;
}
int main()
{
int* p = func(); // OOPS!!!!
// p 指向了不合法的地址，這個地址處沒有變量存在
// p 是一個野指針，保存不合法地址的指針都是野指針
printf("*p = %d\n", *p);
*p = 200; // 改變 func 函數中局部變量 var 的值，是不是非常奇怪？？？
printf("*p = %d\n", *p);
return 0;
}這段代碼是有問題的， func() 函數執行后， var 這個變量就會被銷毀，所以 p 指向了一個不合法的地址。
以上就是關于“C語言指針、地址和數組函數堆空間的關系是什么”這篇文章的內容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內容對大家有幫助，若想了解更多相關的知識內容，請關注億速云行業資訊頻道。
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