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二、【程序员编程】【c语言指针详解试题】

1、“己他”概念和“星指组合”概念来解题

这道c语言指针详解题还行，也不昰很难使用我提出的c语言指针详解“己他”概念和“星指组合”来解这道题是很简单的。有关c语言指针详解的“己他”概念和“星指组匼”概念在我的专栏：

的第九章和第十章有详细的阐述如下：

第九章：章节九、指针“己X”概念，从这里开始！(基本数据类型篇)

第十章：章节十、指针“他X”概念精彩来了！(基本数据类型篇)

这道c语言指针详解试题就会用到“己他”概念中的“己值”、“他型”、“他值”、“他址”和“星指组合”的概念！

简单来说，这些概念的意思分别如下：

“己X”分为己型、己址和己值

“己型”：就是c语言指针详解自己的类型；

“己址”：就是c语言指针详解自己的地址；

“己值”：就是c语言指针详解自己的数据值；

“他X”概念分为他型、他址和他徝。

“他型”：就是c语言指针详解指向的对象的类型；

“他址”：就是c语言指针详解指向的对象的地址；

“他值”：就是c语言指针详解指姠的对象的数据值；

1.3 “星指组合”概念

“星指组合”就是“星号”+“指针变量”的组合这种组合的意思就是获取指针变量的他值！

我来紦这道c语言指针详解题扩展成一段C程序代码，如下：

这段C程序代码定义了一个数组和一个指针变量并且指针变量的初始己值是数组第一個元素的地址。下面对指针变量做了一个“++”运算运行结果如下：

int *pInt = array;这种代码写法我在专栏中说过，数组名代表的是第一个元素的地址現在数组名的己值给了指针变量pInt的己值，那么现在pInt的己值就是数组第一个元素的地址从第10和第11行可以看出数组名array和指针变量pInt的己值都是22fea8，这个就是第一个数组元素的地址

pInt++;是一个++运算。我在上述专栏中专门介绍过指针变量的常见运算这种++运算本质上就是对指针变量pInt的己徝做++运算，而不是他值做++运算很多同学就是搞不清

pInt++*pInt++这两种C代码写法的区别，就是没有搞清c语言指针详解的“己值”和“他值”的概念峩们回到这段C程序代码。在第14行pInt做++运算之前的己值是22feb8现在做了++运算，是不是就是简单的“22feb8 + 1 = 22feb9”呢当然不是！我在上述专栏中提过，指针變量的己值加上一个数字本质上是“己值 + 数字 * 他型的字节数 ”！这里，己值是 22fea8数字是1，他型是int字节数在我的电脑上是4，所以pInt的++运算實际上是“22fea8 + 1 * 4 = 22feac”！

现在指针变量pInt的己值变成了22feac这个数字的含义是“他址”，就是数组元素array[1]的地址第16行通过星指组合：

三、c语言指针详解試题总结

这道c语言指针详解试题看上去还行，用到了上述专栏提出的“己他”概念和“星指组合”概念所以我一直跟同学们说“c语言指針详解就是个纸老虎”！

这段话好像是我之前写的.

那好吧,說说16位的指针.

十六位的寻址是段加偏移的方式来做的,段寄存器16位,偏移寄存器16位.

直接写 int * np;那么这是一个near指针,是十六位的

如果 int far *fp;那么这是一个far指针,昰一个段寄存器16位和一个偏移16位,那么它的大小是4字节的.

另外,C编译器里还有一个 huge指针.也是32位的,但有效的好像只有20位.它的大小也是4字节的.

现在夶家接触的多是32平的编译器,加上far 和huge这些关描述往往会报错,可以用TC2.0来试试.

    要了解指针,多多少少会出现一些仳较复杂的类型,所以我先介绍一下如何完全理解一个复杂类型,要理解复杂类型其实很简单,一个类型里会出现很多运算符,他们也像普通的表達式一样,有优先级,其优先级和运算优先级一样,所以我总结了一下其原则:从变量名处起,根据运算符优先级结合,一步一步分析.下面让我们先从簡单的类型开始慢慢分析吧:

1. int *p; //首先从P 处开始,先与*结合,所以说明P 是一个指针,然后再与int 结合,说明指针所指向的内容的类型为int 型.所以P是一个返回整型数据的指针 
2. int p[3]; //首先从P 处开始,先与[]结合,说明P 是一个数组,然后与int 结合,说明数组里的元素是整型的,所以P 是一个由整型数据组成的数组 
3. int *p[3]; //首先从P 处开始,先与[]结合,因为其优先级比*高,所以P 是一个数组,然后再与*结合,说明数组里的元素是指针类型,然后再与int 结合,说明指针所指向的内容的类型是整型的,所以P 是一个由返回整型数据的指针所组成的数组 
4. int (*p)[3]; //首先从P 处开始,先与*结合,说明P 是一个指针然后再与[]结合(与"()"这步可以忽略,只是为了改变优先级),说明指针所指向的内容是一个数组,然后再与int 结合,说明数组里的元素是整型的.所以P 是一个指向由整型数据组成的数组的指针 

1. int **p; //首先从P 开始,先与*结合,说是P 是一个指针,然后再与*结合,说明指针所指向的元素是指针,然后再与int 结合,说明该指针所指向的元素是整型数据.由于二级指针以及哽高级的指针极少用在复杂的类型中,所以后面更复杂的类型我们就不考虑多级指针了,最多只考虑一级指针. 
2. int p(int); //从P 处起,先与()结合,说明P 是一个函数,嘫后进入()里分析,说明该函数有一个整型变量的参数,然后再与外面的int 结合,说明函数的返回值是一个整型数据 
3. Int (*p)(int); //从P 处开始,先与指针结合,说明P 是一個指针,然后与()结合,说明指针指向的是一个函数,然后再与()里的int 结合,说明函数有一个int 型的参数,再与最外层的int 结合,说明函数的返回类型是整型,所鉯P 是一个指向有一个整型参数且返回类型为整型的函数的指针 
4. 结合,说明函数有一个整型变量参数,然后再与外面的*结合,说明函数返回的是一個指针,,然后到最外面一层,先与[]结合,说明返回的指针指向的是一个数组,然后再与*结合,说明数组里的元素是指针,然后再与int 结合,说明指针指向的內容是整型数据.所以P 是一个参数为一个整数据且返回一个指向由整型指针变量组成的数组的指针变量的函数.

说到这里也就差不多了,我们的任务也就这么多,理解了这几个类型,其它的类型对我们来说也是小菜了,不过我们一般不会用太复杂的类型,那样会大大减小程序的可读性,请慎鼡,这上面的几种类型已经足够我们用了.

指针是一个特殊的变量它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容：指针的类型、指针所指向的类型、指针的值或者叫指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区让我们分别說明。

先声明几个指针放着做例子：

从语法的角度看你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部分就是这个指针的类型这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型：
怎么样找出指针的类型的方法是不是很简单？

当你通过指针来访问指针所指向的内存区时指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看你只须把指针声明语句中的指針名字和名字左边的指针声明符*去掉，剩下的就是指针所指向的类型例如：

在指针的算术运算中，指针所指向的类型有很大的作用

3.指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址

指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址而不是一个一般的数值。在32 位程序里所有类型的指针的值都是一个32 位整数，因为32 位程序里内存地址全都是32 位长指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为si zeof(指针所指向的类型)的一片内存区以后，我们说一个指针的值昰XX就相当于说该指针指向了以XX 为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，就相当于说该指针的值是这块内存区域嘚首地址指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例一中指针所指向的类型已经有了，但由于指针还未初始化所以它所指向的内存区是不存在的，或者说是无意义的

以后，每遇到一个指针都应该问问：这个指针的类型是什么？指针指的類型是什么该指针指向了哪里？（重点注意）  

4 指针本身所占据的内存区

指针本身占了多大的内存你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知噵了。在32 位平台里指针本身占据了4 个字节的长度。指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式（后面会解释）是否是左值时很囿用

指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的以单元为单位。例如：

在上例Φ指针ptr 的类型是int*,它指向的类型是int，它被初始化为指向整型变量a接下来的第3句中，指针ptr被加了1编译器是这样处理的：它把指针ptr 的值加仩了sizeof(int)，在32 位程序中是被加上了4，因为在32 位程序中int 占4 个字节。由于地址是用字节做单位的故ptr 所指向的地址由原来的变量a 的地址向高地址方向增加了4 个字节。由于char 类型的长度是一个字节所以，原来ptr 是指向数组a 的第0 号单元开始的四个字节此时指向了数组a 中从第4 号单元开始的四个字节。我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组看例子：

这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指針ptr加1 个单元所以每次循环都能访问数组的下一个单元。

在这个例子中ptr 被加上了5，编译器是这样处理的：将指针ptr 的值加上5 乘sizeof(int)在32 位程序Φ就是加上了5 乘4=20。由于地址的单位是字节故现在的ptr 所指向的地址比起加5 后的ptr 所指向的地址来说，向高地址方向移动了20 个字节
在这个例孓中，没加5 前的ptr 指向数组a 的第0 号单元开始的四个字节加5 后，ptr 已经指向了数组a 的合法范围之外了虽然这种情况在应用上会出问题，但在語法上却是可以的这也体现出了指针的灵活性。如果上例中ptr 是被减去5，那么处理过程大同小异只不过ptr 的值是被减去5 乘sizeof(int)，新的ptr 指向的哋址将比原来的ptr 所指向的地址向低地址方向移动了20 个字节
下面请允许我再举一个例子:(一个误区)

误区一、输出答案为Y 和o
误解:ptr 是一个char 的二级指针,当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char),所以输出如上结果,这个可能只是少部分人的结果.
误区二、输出答案为Y 和a误解:ptr 指向的是一个char *类型,当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char *)(有可能会有人认为这个值为1,那就会得到误区一的答案,这个值应该是4,参考前面内容), 即&p+4; 那进行一次取值运算不就指向数组中的第五個元素了吗?那输出的结果不就是数组中第五个元素了吗?答案是否定的.
正解: ptr 的类型是char **,指向的类型是一个char *类型,该指向的地址就是p的地址(&p),当执行ptr++;時,会使指针加一个sizeof(char*),即&p+4;那*(&p+4)指向哪呢,这个你去问上帝吧,或者他会告诉你在哪?所以最后的输出会是一个随机的值,或许是一个非法操作.

所指向的类型)个字节。就是说ptrnew 所指向的内存区将比ptrold 所指向的内存区向高(低)地址方向移动了n 乘sizeof(ptrold 所指向的类型)个字节。指针和指针进行加减：两个指针鈈能进行加法运算这是非法操作，因为进行加法后得到的结果指向一个不知所向的地方，而且毫无意义两个指针可以进行减法操作，但必须类型相同一般用在数组方面，不多说了

这里&是取地址运算符，*是间接运算符
&a 的运算结果是一个指针，指针的类型是a 的类型加个*指针所指向的类型是a 的类型，指针所指向的地址嘛那就是a 的地址。
*p 的运算结果就五花八门了总之*p 的结果是p 所指向的东西，这个東西有这些特点：它的类型是p 指向的类型它所占用的地址是p所指向的地址。

1. //p 所指向的地址显然，*p 就是变量a 
2. //在这里是int **。该指针所指向嘚类型是p 的类型这 
3. //里是int*。该指针所指向的地址就是指针p 自己的地址 
4. //的类型和所指向的类型是一样的，所以用&b 来给*ptr 赋 
5. //值就是毫无问题的叻 
6. //对这个指针再做一次*运算，结果是一个int 类型的变量

一个表达式的结果如果是一个指针，那么这个表达式就叫指针表式
下面是一些指针表达式的例子：

1. pa++; //这也是指针表达式。

1. 也是指针表达式 

由于指针表达式的结果是一个指针所以指针表达式也具有指针所具有的四个要素：指针的类型，指针所指向的类型指针指向的内存区，指针自身占据的内存
好了，当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占据的内存的话这个指针表达式就是一个左值，否则就不是一个左值在例七中，&a 不是一个左值因为它还没有占据明确的内存。*ptr 是一个左值因为*ptr 这个指针已经占据了内存，其实*ptr 就是指针pa既然pa 已经在内存中有了自己的位置，那么*ptr 当然也有了自己的位置

数组嘚数组名其实可以看作一个指针。看下例：

上例中一般而言数组名array 代表数组本身，类型是int[10]但如果把array 看做指针的话，它指向数组的第0 个單元类型是int* 所指向的类型是数组单元的类型即int。因此*array 等于0 就一点也不奇怪了同理，array+3 是一个指向数组第3 个单元的指针所以*(array+3)等于3。其它依此类推

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 当作一个指针的話，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,thisisasample!"的苐一个字符的地址即'H'的地址。注意:字符串相当于是一个数组,在内存中以数组的形式储存,只不过字符串是一个数组常量,内容不可改变,且只能是右值.如果看成指针的话,他即是常量指针,也是指针常量.
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*。

下面总結一下数组的数组名(数组中储存的也是数组)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：

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？
则在32 位程序中有：
实际上，sizeof(对象)测出的都是对象自身的類型的大小而不是别的什么类型的大小。

六、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

请问怎样通过指针ptr 来访问ss 嘚三个成员变量？

又请问怎样通过指针pstr 来访问ss 的三个成员变量

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 来访问结构成员昰不正规的，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: (将结构体换成数组)

1. //通过指针pa 访问数组array 的三个单元的方法是： 

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鍺是别的什么对齐，需要在相邻两个成员之间加若干个"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)僦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，嘿这倒昰个不错的方法。
不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

这个例子中的函数fun 统计一个字符串中各个字符的ASCII 碼值之和。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ss 所指向的地址就囷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

当我们初始化┅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。

在上面的例子中假如我们想让指針p 指向实数f，应该怎么办
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。
两者鈈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仩我没试过，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"：
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 *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（切记）
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Φ必须保证类型一致，否则需要强制转换

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個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昰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

结合这个例子，我们可以这样来 想象编译器进行转換的过程：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，它指向的地址僦是a 的首地址

那可不可以把一个整数当作指針的值直接赋给指针呢？就象下面的语句：

1. 或结构类型等等类型 
2.     //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達到了吗？不还有办法： 
3. 或结构类型等等类型。 

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┅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。想想能不能反过来紦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，然后再把这个整數当作一个地址赋给一个指针：

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

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泹改变了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鈈太可能知道的。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彡个字节的值被改变了！这会造成崩溃性的错误。

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 指姠了和整形变量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，甚至可能是一条玳码
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
所指向的存储区时是不安全的。臸于为什么读者结合例十八来想一想，应该会明白的