指针使用中一些常见问题

      我相信很多人都会用指针，也都知道指针的概念。但是用起来或多或少都会出差，也会产生疑惑。我自然也不例外。今天有空就来写一篇文章，把容易混淆的地方做一些说明。

一，指针定义

       指针是一种容纳地址的变量，这一点和其他数据类型相同，比如int型的变量是存放的一个int数，float型的变量存放的是一个浮点数。。。，我们的指 针变量则是存放的内存地址。所以看起来，指针似乎也是一种类型，只不过是组合的数据类型。你定义了一个指针变量，告诉大家这个变量里面存的是一个地址，但 是光知道地址还不行，还得指定这个内存地址存的什么类型的数据。比如你要读这个内存地址，如果不知道类型，你就不知道到底要读多少字节的数据。

        那么既然指针存放的是内存地址，那么使用的时候就要小心了。你必须要保证你的指针指向的内存范围是预知的，不然将会导致灾难性的后果。根据这个原理，1.指针在使用前必须初始化；2，不用的指针要及时设为空。这里举几个容易犯错的地方。

    1.  上面说了，指针是组合数据类型，不是内置的数据类型。那么在定义的时候不要想当然，如

          char * a,b;                 

        这里的意思不是a,b都是char型指针变量，仅仅变量a是指针。根据语义解释的贪心法则，读取”char“后再读取’*‘，因为没有 char *这种数据类型，于是分析了出第一个关键词char，说明这一行定义的变量都和char相关。接着往后，读取“*”，有语义，再读入一个‘a’，有语义， 再读‘，’发现逗号是分隔符，所以就将‘*a’作为第二关键词，说明a是一个指针。依次类推，分析出关键词‘,’，‘;’,。其中‘,’‘;’大家都懂。 显然这句话的意思就是a是char型的指针，b是char型的变量。

      如果想将a，b都定义为指针，可以写成

                 char   * a, *b;

       或者 typedef char* pchar; 然后pchar a, b ;

     2. 不能用auto变量的地址去初始化static型指针。例如

       void  fun( )       {          int i;          static int *p=&i; // ( × )          ..............       }

          根据上面的描述，必须要保证指针的指向是预知的。不光是地址范围是可知，类型也要可知。这里i是函数内的主动变量，函数退出后，i就销毁了。p是静态的， 在编译时只初始化一次。那么，在函数第二次，第三次。。。调用时，由于栈的位置不可预知，p实际指向就不是临时变量i的地址了。他实际指向的地址可能被操 作系统存储了其他的内容。这个内容就是未知了。

二，常量指针与指针常量

     const int * p，是常量指针，表示指针指向一个常量，即指向的内容是不能更改的，但是指针可以改变指向。而int  * const  p；则是指针常量，即指向的类容可以改变，但是指针本身是不能更改的，也就是不能改变指向位置。const int * cont p;显然是二者都不能更改的了。在使用的时候一定要想清楚“不能更改”地方。

 1. 显然，一个常量地址不能赋给普通指针，一个常量指针也不能赋给普通指针。例如

      char ch1 = 0;      const char ch2 = 0;      char *p1;      const char *p2;      p1 =  &ch1; //OK      p2 =  &ch1; //OK      p2 =  &ch2; //OK      p2 = p1;     //OK      p1 = &ch1; //error      p1 = p2;    //error

2. 虽然不能直接赋值，但是可以通过强制转换来完成。但是，这也仅仅是能通过编译，在执行的时候就会出错。例：

      char *p= "hello,world";//可以通过编译      *(p+5) = 0;//出错

因为“hello，world”是一个常量字符串(整体就是这个字符串的首地址，如“hello，world”[4]=='o'), 意思就是他是const属性的。按理是不能直接赋给p的，结果编译通过。但是通过p去修改常量，就会报错了。

3. 如果函数的参数是指针，并且函数不会修改指针指向的内容。那么最好将该参数声明为常量指针，防止函数里误操作而修改了指向的内容。另外，用const申明常量比用宏要可靠，因为宏是不做类型检测的。

三，指针和数组

     指针与数组名在使用上有很大的相似处，但是毕竟数组名和指针是不同类型的数据，有本质的区别，不能混淆。先说一下相同的地方，描述不同之处。

    1. 数组访问某个位置的数据也是通过首地址加偏移量来完成的，这一点和指针是一样的。例如

      int a[10] = {0,};      int *p = a;         *(p+5) = 10;//以下四句是等同的      a[5] = 10;      p[5] = 10;     *(a+5) = 10;

   上面四句都是一样的效果。对于多维数组其实也是一样，假如有一个三维数组A[10][10][10]，那么A[3][4][1] 与*(*(*( A+3)+4)+1)等效。

    2.  虽然数组名是首地址，但是他是const属性的。在上面的列子中，p +=5; 可以的，表示指向了a[5], 但是a += 5;则是错误的，因为a不能更改。

    3. 上例中，要p指向a的首地址，可以用p=a;可以p=&a[0];但是不能p=&a。a由于是数组首地址，那么第一个元素地址就刚好与a 指向的地址重合。那么前两句就是正确的。但是，a有数组的含义，&a不单是取得a的首地址，还指明这个地址存放的数据类型是一个数组，一个带10 个int元素的数组，而不是int型的数据了。&a+1,表示从a的首地址往后偏移10个int数据的长度。

   4. 在函数参数是数组是，自动转换成指针。那么在函数里面用sizeof对数组求长度，就不能得到真正的长度值了。因为函数参数是拷贝方式传递的，为了避免拷贝大批量数据，ANSI就强行规定了。

   5.scanf和printf里，数组名可以带也可以不带‘&’，而指针则不能带。如上列，printf("%s\n", &name);是可以的。printf("%s\n", &p);则是错误的。

四，指针数组，数组指针，函数指针等

1.指针数组。意思是数组的每个元素是一个指针。如：int *p[10]; p是一个有10个元素的数组，每个元素是int型指针。

2.数组指针。意思是指针指向的是一个数组。如：int (*p)[10];p是一个指向有10个int类数据的数组。p+1，移动的是10个int型数据的长度，而不是一个int的长度。

3. 函数指针。函数的调用是通过函数的地址跳转来实现的，那么我们可以用个指针来指向某个函数的起始地址，就可以调用该函数了。同样，光有地址不行，还得定义类型。那么函数指针的类型就是函数原型，包括参数列表，和还回值。例如： int (* p)(char, float);就定义了一个函数指针，该指针可以指向的函数是第一形参是char，第二形参是float，还回值是int的函数。同样，也可以用typedef来定义， typedefint (* FUN)(char, float) ; FUN f1,f2；

4. 指针函数。指针函数则是指还回值是一个指针的函数。如int *p(char, float)；说明函数p的返回值是int型指针。

总结一下各个指针的类型：如下

int *ptr;char *ptr;int **ptr;int *ptr[3]; //一维指针数组int (*ptr)[3];//数组指针，指针指向数组，相当于是一个二维数组的指针。int *ptr [3][4];//二维指针数组int *(*ptr)[4]; //指向指针数组的指针，相当于三维数组的指针void* (*ptr)(void*);//指向函数的指针int * pMove();//返回指针的函数int (*p[3])(int);//函数指针数组,函数返回int型数据int (*p)[3][4];//指向二维数组的指针，相当于三维数组int (*p[3])[4];//指针数组的每个元素都是指向二维数组的指针

      还有更加复杂的组合类型的指针。除非是学习需要，不要让你的代码中出现晦涩难懂的句子。所以，这里对那种不大容易使用到的，就不做分析了。

五， void指针

    可以将任意类型的指针赋给void指针，但是反过来却有些差别。在C中，可以将void指针赋给任意类型的指针，但是在C++中，却会导致编译不通过。

根据以上原则，如果你函数参数可以是任意类型的指针，就可以声明为void指针。

在使用时，ANSI和GNU标准有些诧异。如p++语句。ANSI认为void没有实际类型，不能进行该操作，因为到底移动几个位置不可知；而GNU默认void类型与char类型一致，就可以进行该操作。

六，malloc 与free函数

  使用 malloc 函数，请包含 stdlib.h（C++ 中是 cstdlib）, 而不是使用malloc.h。

 出于安全性的考虑，malloc与free必须成对使用，也就是malloc的空间，必须free掉。原因不具体解释。

 malloc必须指定大小，大小不能算错。 -1是禁止的。0在某些系统中是可以的，比如linux，malloc至少会申请到16个字节的空间。但是申请是有可能失败的，申请后一定要检查是否申请成功，申请成功了再使用。

malloc的还回值是void *，参照上一节void*使用。