浅谈C之精华---指针

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浅谈C之精华---指针

morixinguan 2016-01-02 00:02:00 浏览1038
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  今天是2016年的第一天,祝大家元旦快乐!哎,今天有点倒霉,代码写到一半,突然机子就没电了,幸好有保存,否则今天没有这篇日志的出现。

         好了,今天以我个人的角度来深度剖析一下C语言中关于指针的用法以及注意事项,曾经我也是被指针坑得不要不要的,当然现在依然还是再被指针坑,因为指针用起来有很多细节的地方要注意。好了,废话不多说,我们来看看指针到底什么地方难!!!

         指针到底是什么?

         要说起这个概念,我们可以来理解信件和地址的概念。每个家庭都有一个固定的地址,当你从远方收到客人给你发信件,那么这个具体的地址就只有一个,信件就必须送到这个地址上来,我们才能收得到信件。我们就可以把指针理解成具体的地址,给指针一个指向也就是将信件送到具体的地址,可能我的说法比较抽象,不急,我们来看看图:


在32位操作系统中,只要是指针变量,永远都是占4个字节。


我们常常听人家说,数组是指针,指针就是数组。是吗?错,数组就是数组,指针就是指针,它们在某些情况下看起来很像,其实是穿着同一件衣服在欺骗使用它们的人。

         我们也常听很多人说,数组的首地址就是数组的第一个元素,可以这么说,但是,它们之间实质是不能等效的,为什么这么说?

         数组的首地址和数组的首元素的首地址是完成不同的概念,看着名字很像,其实有所区别。数组名是个左值,但不是可修改的左值,而数组首元素的首地址,也就是0地址,你可以对它进行赋值,就相当于给数组的元素赋值。所以数组的首地址和数组的首元素的首地址是不相同的概念,请那些所谓的程序员不要误导初学者。

       那数组和指针到底有什么区别?

指针是间接寻址,数组是直接寻址,这就是两者在访问数据时的区别。指针的值是运行时从内存取得的,数组的值是编译时已经确定的。所以切记不要将两者混淆。我们只能说数组具有指针的特性,却不能说数组就是指针。

在嵌入式开发中,指针的运用是非常平凡的,比如说寄存器,我相信搞过单片机的人一定不会陌生对于寄存器的概念,网上对于寄存器的概念很详细,可以去看看,我这里简单解释一下,其实可以这么理解,寄存器就可以理解成为是一个储物柜,你想把东西存进去,那么就给它赋一个值。在ARM-v7架构的汇编上,我们可以看到这样的代码:

       Loop :

       Mov   r0 , #1

       Mov   r1 , r0

       Sub   r2 , r1 , r0

       Cmp  r2 , r1

       B     loop 

这里的r0 ,r1 ,r2就是寄存器,在汇编语言上,就是对一些数据进行简单的赋值操作,比如我们在C语言上定义一个整形变量的时候 : int i = 100 ;

       在C语言经过预处理等阶段翻译成汇编,那么在计算机中会进行一系列的处理,先保护现场,然后向下偏移到具体的地址,将值赋给寄存器,在写到对应的地址上去,接着恢复现场。这是一个挺复杂的过程,用通俗的话来说,你定义一个变量,给变量赋值,但是计算机并不认识啊,计算机只认识二进制代码,那么汇编最后又用翻译成二进制代码,计算机就可以识别啦!所以计算机它要知道你定义这个变量,要用到哪个寄存器?要把什么值给寄存器?然后你想存到内存的什么位置?最后存到对应的位置。

       能够理解寄存器,对理解指针是非常有帮助的,因为你在使用指针,也就相当于在操作内存,而操作内存,也就要联系到相关的寄存器。

       在51单片机上,P0 , P1 ,P2 ,P3这些IO口,TMOD ,TCON,SCON这些其实就是寄存器,我们知道学习单片机第一步就是点亮LED灯,假设LED接在P0.0口,高电平点亮,那么要点亮LED,也就是给IO口写一个1,LED灯就点亮了。

       P0 = 0x01 ;

       其实给P0口赋值0x01--------- > 0000 0001 低4位的第一位被置为1,那么就点亮了。这是最简单的一个实例。

       在嵌入式开发中,有区别于单片机,嵌入式其实就是软硬可裁剪,可带操作系统的一种设备,我们日常用的手机,电脑,平板等等电子产品,属于嵌入式产品。我举个例子,在tiny4412上,你想点亮LED灯,那可就不是像51那么方便了,首先你要告诉ARM,你要配置那个IO口,要什么状态,有上拉,推挽输出,下拉,中断等等。然后再给状态寄存器赋值,LED灯才能点亮。

       说了这么多,我们还是直接上代码,有一些概念我以前写过了,不再重复。我们来看看指针有什么常用的技巧和方法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define  Name   "Yangyuanxin"
/*打印规定长度的数组*/
void  print_array(int len , void *buffer) ;
/*从前后往查找字符串中的字符*/
char * find_char(const char * s, int c);
/*字符串拷贝*/
char * my_strcpy(char *dest , const char *src) ;
/*实现两数求和*/
int add(int x , int y) ;
//定义一个结构体,放着相关的指针成员 
struct node {
	char *p ; 
	int  (*fun)(int , int);
	void (*func)(int , void *);
};
//初始化结构体成员 
struct node pointer = {
	p:Name ,    //:相当于.p = Name 
	fun:add ,
	func:print_array ,
};


int main(void)
{
	printf("%p",printf);
	printf("\n--------------------------指针1:-------------------------\n");
	int *a = NULL;     //为了防止产生野指针,所以一般指针在定义初始化之前要先让它指向NULL 
	a = malloc(1);     //如果去掉这条语句的话那么整个代码会因此而崩溃,因为指针定义的时候并没有空间。            
	*a = 12 ;          //a相当于地址,*a就是地址上相应的值。这有点像链表的特性,有一个数据域和一个数据域 
	printf("a = %d\n*a = %d\n\n",a,*a);

	printf("\n--------------------------指针2:-------------------------\n");
	int i = 0;
	int *p = &i ;      //指针p获取了i的地址 
	//以下这种做法在嵌入式开发中非常普遍,前面相当于寄存器,后面就是给寄存器赋值啦,这就是指针在开发中的运用。 
	*(volatile unsigned int *)0x29FECC = 100; //0x29FECC这个地址其实就是变量i地址,所以i的值此时为100  
	printf("i = %d\n\n" , i);
	
	
	printf("\n--------------------------指针3---->指针的数组特性:-------\n");
	int buffer[10] = {2,3,4,5,6,7,8,10 ,11,12};
	print_array(10 , buffer);//传入这个函数,长度为10 , 传入buffer这个数组 
	int *ppp = buffer ;		 //定义一个指针接受一个数组,此时指针就相当于有了空间 
	for(i = 0 ; i < 10 ; i ++){
		printf("ppp[%d]:%d\n",i ,ppp[i]);
	}
	//还可以这么来,利用数组的自动计数功能 
	#define  NR(x)   (sizeof(x)/sizeof(x[0]))  
	putchar('\n');
	for(i = 0 ; i < NR(buffer) ; i ++){
		printf("ppp[%d]:%d\n",i ,ppp[i]);
	}
	
	printf("\n--------------------------指针4--->字符串指针\n"); 
	char *q = "HELLO";
	printf("%s\n",find_char(q , 'H')); //查找字符串中的字符.从前往后 
	char buf[20];                      
	my_strcpy(buf , q);				   //将字符串拷贝到buf数组里 
	printf("buf = %s\n",buf);		   //打印出buf 
	
	
	printf("\n--------------------------指针5---->回调函数:-----------------\n");
	int (*fun)(int , int) = add; 				//回调函数fun取得add函数的首地址,此时回调函数fun就等效于add 				  
	printf("fun = %d\n",fun(1 , 2));			//所以你可以对fun传值
	void (*func)(int , void *) = print_array ;  //定义一个回调函数指向print_array这个函数 
	func(10 , buffer);          			    //此时你可以看到数组的长度和数组的元素被打印出来 
	typedef int (*pfce)( const char*, ... ) ;   //重定义一个函数指针pfce,函数指针的类型可变参 
	pfce pri = printf ;							//定义一个函数指针变量pri指向printf 
	pri("Hello world!\n");						//这时候pri就是printf了,哈哈 
	typedef int (*put)(int ch);                 //重定义一个回调函数 
	put myputchar = putchar ;					//让回调函数变量指向putchar 
	myputchar('A'); 							//于是myputchar就是putchar啦,你也可以用它来putchar啦!!!
	myputchar('\n'); 
	//字符串黏贴的用法## 
	#define XNAME(n) x##n  
	#define PRI(n) printf("x"#n" = %d\n",x##n)  
	int XNAME(1)=12; //int x1=12;  
	PRI(1);
	
	
	
	printf("\n--------------------------指针6---->结构体指针:---------------\n");
	printf("pointer.p = %s \n",pointer.p);
	printf("pointer.fun = %d\n",pointer.fun(1 , 2));
	return 0 ;
} 

void  print_array(int len , void *buffer)
{
	printf("打印出传进来的数组:\n");
	int *p = (int *)buffer ;      //这一步操作其实就是用指针p来等效于buffer,此时指针就具有了数组的特性。 
	int i ;
	for(i = 0 ; i < len ; i ++)
	{
		printf("buffer[%d]:%d\n",i , p[i]);//将传进来的数组和数组的长度都打印出来 
	}
	putchar('\n');
}

char * find_char(const char * s, int c)
{
	for(; *s != (char) c; ++s)
		if (*s == '\0')      //如果传进来的字符串=='\0',那么就返回一个NULL值 
			return NULL;
	return (char *) s;       //否则就从找到的那个字符c的地方开始从前往后遍历,直到'\0' 
}

char * my_strcpy(char *dest , const char *src)
{
	char *tmp = dest ;
	while((*dest++=*src++)!='\0');
	return dest ;
}

int add(int x , int y)
{
	int z;
	z = x+y;
	return z ;
}
运行结果:


因为指针是C语言的精髓,我也不能在一篇日志上将指针剖析完整,我也在不断的学习和应用中,如果要深入的去理解它,那么还是要多看看书,多去应用才能明白,或许我这篇日志也可能有不对的地方,但人总是与时俱进,到了什么时候,就会有什么能力的呈现,理解能力也会更加深刻,编程是需要不断总结和不断应用的,只运用不总结,那么就算有经验了,一些东西还是只能看了才会用,但是经常总结,对知识的熟练程度才会慢慢加强!好了,今天到此为止,改天有机会再和大家一起探讨交流技术问题!同时言论有失误的地方,也请高手指正。

我的CSDN博客: http://blog.csdn.net/morixinguan/article/month/2015/12


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