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學(xué)習C語(yǔ)言指針應注意的幾個(gè)問(wèn)題
摘要：指針是C語(yǔ)言中的一個(gè)重要概念。指針的引入增強了C語(yǔ)言的靈活性和高效性，同時(shí)由于指針的用法過(guò)于靈活也使得初學(xué)者經(jīng)常感到難以駕馭，甚至經(jīng)常出現理解錯誤和應用錯誤。本文對學(xué)習C語(yǔ)言指針應注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：指針 C語(yǔ)言 空指針
指針的引入增強了C語(yǔ)言的靈活性和高效性，同時(shí)由于指針的用法過(guò)于靈活也使得初學(xué)者經(jīng)常感到難以駕馭，甚至經(jīng)常出現理解錯誤和應用錯誤。筆者認為初學(xué)C語(yǔ)言指針應注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
一、正確理解定義指針基類(lèi)型的必要性
指針變量是存放地址的，但在定義指針變量時(shí)必須指明其基類(lèi)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(lèi)型，也就是說(shuō)定義p為指向字符型數據的指針類(lèi)型。
在定義指針時(shí)指明其基類(lèi)型是非常有必要的。雖然C語(yǔ)言中允許定義通用指針類(lèi)型(*void類(lèi)型)，但這種通用類(lèi)型應被理解為指向空類(lèi)型的數據或不能指向確定類(lèi)型的數據，而不應被理解成可以指向任何類(lèi)型的數據。在具體使用通用類(lèi)型的指針時(shí)一般要通過(guò)顯式強制類(lèi)型轉換將其轉換成一個(gè)有確定類(lèi)型的指針。例如，在C語(yǔ)言中通常利用malloc函數(該函數的原型為：void* malloc(unsigned int size);)來(lái)實(shí)現內存的動(dòng)態(tài)分配。該函數的返回值就是一個(gè)通用型指針，該指針不指向任何特定數據類(lèi)型的數據，它只是返回malloc函數所分配的內存空間的第一個(gè)字節的地址。在真正利用這段內存空間存儲數據時(shí)，一般還要通過(guò)顯式強制類(lèi)型轉換將其轉換成一個(gè)有確定類(lèi)型的指針，例如：p=(int*)malloc(100*sizeof(int))，這樣就在內存中開(kāi)辟出了能存放100個(gè)整型數字的空間，而基類(lèi)型為整型的指針p指向這段內存空間的第一個(gè)字節。
C語(yǔ)言初學(xué)者普遍存在一個(gè)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(lèi)型，內存地址只不過(guò)是一個(gè)數字難道還有類(lèi)型之分嗎?必須為指針變量設定類(lèi)型的原因有二。(1)不同數據類(lèi)型的數據在內存中占據的存儲空間的大小不同，比如一個(gè)整型數需要占用4個(gè)字節而一個(gè)字符只需占用1個(gè)字節。如果不指定指針的類(lèi)型，通過(guò)指針引用該指針所指向的變量時(shí)，就無(wú)從知道應該取從該指針所指向的內存地址開(kāi)始的幾個(gè)字節的數據;(2)在指針進(jìn)行加減運算時(shí)，如果不指定指針的類(lèi)型，就無(wú)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(shí)際上意味著(zhù)指針p中存儲的地址值要加4，因為一個(gè)整型數在內存中要占據4個(gè)字節的存儲空間。這里如果不指定指針p的類(lèi)型，就無(wú)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(lèi)型(通用指針類(lèi)型)的指針。把一個(gè)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(dòng)態(tài)分配內存時(shí)，如果返回值是NULL則意味著(zhù)該函數執行失敗，原因一般是由于內存空間不足，無(wú)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(zhì)即為常數0，在C語(yǔ)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(shuō)int*p;p=NULL;與int*p;p=0;是等效的。
在C語(yǔ)言中對一個(gè)值為NULL的指針變量進(jìn)行間接訪(fǎng)問(wèn)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(jìn)行了間接訪(fǎng)問(wèn)，將會(huì )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(lèi)型匹配原則
對任何類(lèi)型的變量賦值都應遵循類(lèi)型匹配的原則，給指針變量進(jìn)行賦值時(shí)賦值運算符兩邊的類(lèi)型往往不容易準確辨識，所以更容易犯賦值類(lèi)型不匹配的錯誤，故而在對指針變量進(jìn)行賦值時(shí)應認真檢查賦值運算符左右兩側類(lèi)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(gè)去地址符&就導致表達式p=&a;賦值運算符左右兩側類(lèi)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(shí)會(huì )給出“cannot convert from 'const int' to 'int *'”的錯誤提示。但有一個(gè)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(yǔ)句相當于int*p， p=NULL;。
參考文獻：
[1] Kenneth A. Reek著(zhù)，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(xué)出版社，2010.
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