學習C語言指針應注意的幾個問題

學習C語言指針應注意的幾個問題

　　摘要：指針是C語言中的一個重要概念。指針的引入增強了C語言的靈活性和高效性，同時由于指針的用法過于靈活也使得初學者經常感到難以駕馭，甚至經常出現理解錯誤和應用錯誤。本文對學習C語言指針應注意的幾個問題進行了探討。

　　關鍵詞：指針 C語言 空指針

　　指針的引入增強了C語言的靈活性和高效性，同時由于指針的用法過于靈活也使得初學者經常感到難以駕馭，甚至經常出現理解錯誤和應用錯誤。筆者認為初學C語言指針應注意以下幾個問題。

　　一、正確理解定義指針基類型的必要性

　　指針變量是存放地址的，但在定義指針變量時必須指明其基類型。例如：對指針變量p的定義(char * p;)這里的char即是指針變量p的基類型，也就是說定義p為指向字符型數據的指針類型。

　　在定義指針時指明其基類型是非常有必要的。雖然C語言中允許定義通用指針類型(*void類型)，但這種通用類型應被理解為指向空類型的數據或不能指向確定類型的數據，而不應被理解成可以指向任何類型的數據。在具體使用通用類型的指針時一般要通過顯式強制類型轉換將其轉換成一個有確定類型的指針。例如，在C語言中通常利用malloc函數(該函數的原型為：void* malloc(unsigned int size);)來實現內存的動態分配。該函數的返回值就是一個通用型指針，該指針不指向任何特定數據類型的數據，它只是返回malloc函數所分配的內存空間的第一個字節的地址。在真正利用這段內存空間存儲數據時，一般還要通過顯式強制類型轉換將其轉換成一個有確定類型的指針，例如：p=(int*)malloc(100*sizeof(int))，這樣就在內存中開辟出了能存放100個整型數字的空間，而基類型為整型的指針p指向這段內存空間的第一個字節。

　　C語言初學者普遍存在一個疑惑，那就是既然指針變量中存放的是內存地址，為什么還要設定類型，內存地址只不過是一個數字難道還有類型之分嗎?必須為指針變量設定類型的原因有二。(1)不同數據類型的數據在內存中占據的存儲空間的大小不同，比如一個整型數需要占用4個字節而一個字符只需占用1個字節。如果不指定指針的類型，通過指針引用該指針所指向的變量時，就無從知道應該取從該指針所指向的內存地址開始的幾個字節的數據;(2)在指針進行加減運算時，如果不指定指針的類型，就無法判斷指針具體應該加減的數值。例如int * p;p++;這里指針p的值加1，實際上意味著指針p中存儲的地址值要加4，因為一個整型數在內存中要占據4個字節的存儲空間。這里如果不指定指針p的類型，就無法判斷指針p中存儲的地址值具體應該加減的數值。

　　二、正確理解空指針

　　空指針不指向任何對象。應特別注意空指針并不是指*void類型(通用指針類型)的指針。把一個指針定義為空指針通常采用給其賦值為NULL的方式(例如int * p;p=NULL;)。在使用malloc函數動態分配內存時，如果返回值是NULL則意味著該函數執行失敗，原因一般是由于內存空間不足，無法分配malloc函數所要求數量的內存空間(例如：int * p;p=(int*)malloc(1000000000000*sizeof(int));)。

　　NULL的本質即為常數0，在C語言編譯器的頭文件stdio.h或stddef.h中把NULL以宏的形式定義為常數0，也就是說int*p;p=NULL;與int*p;p=0;是等效的。

　　在C語言中對一個值為NULL的指針變量進行間接訪問操作是非法的。例如，運行如下程序由于對值為NULL的指針變量進行了間接訪問，將會導致程序終止。

　　#include

　　void main()

　　{int*p; p=NULL; printf("%d"，*p);}

　　三、注意指針變量賦值的類型匹配原則

　　對任何類型的變量賦值都應遵循類型匹配的原則，給指針變量進行賦值時賦值運算符兩邊的類型往往不容易準確辨識，所以更容易犯賦值類型不匹配的錯誤，故而在對指針變量進行賦值時應認真檢查賦值運算符左右兩側類型是否匹配。例如int*p，a[10];p=&a;中a作為數組名本身就代表數組首元素的地址即&a[0]，在a前由加了一個去地址符&就導致表達式p=&a;賦值運算符左右兩側類型不匹配。

　　另外需要注意雖然指針變量是存放地址值的，但不可以將具體的數字賦值給指針變量，例如int*p，p=0x1234cdef;在編譯時會給出“cannot convert from 'const int' to 'int *'”的錯誤提示。但有一個例外，可以將0賦值給指針變量，例如int*p， p=0;，這里是將p定義為空指針，以上語句相當于int*p， p=NULL;。

　　參考文獻：

　　[1] Kenneth A. Reek著，許波譯.C和指針[M].北京：人民郵電出版社，2008.

　　[2] 譚浩強.C程序設計(第四版)[M].北京：清華大學出版社，2010.

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