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指针的运算

   其实,在C语言中,指针功能的强大,主要体现在指针变量的间接运算上,指针涉及的运算并不多。

    1、基本运算

    指针变量的基本运算包括赋值、取地址以及取值(间接运算)等运算。

    举例,如清单1: 

[cpp] view plain copy
 
  1. #include <stdio.h>  
  2.   
  3. int main(void)  
  4. {  
  5.     int a = 5;  
  6.     int *p = &a;  
  7.   
  8.     int b = *p;  
  9.     *p = 9;  
  10.   
  11.     printf("p = %p, &a = %p, &p = %p\n", p, &a, &p);  
  12.     printf("a = %d, b = %d\n", a, b);  
  13.   
  14.     return 0;  
  15. }  

    例子输出结果: 

[cpp] view plain copy
 
  1. p = 0xbfee8388, &a = 0xbfee8388, &p = 0xbfee8384  
  2. a = 9, b = 5  

    第6行的意思是把整型变量a的地址赋给指针变量p(这时可以说p指向了a),然后使用间接运算符(*),像第8和第9行那样,通过p来间接地使用a。

    第5行的语句再平常不过了,其实是有深意的,在大多数编程语言中用同一符号(如变量名a)来表示它的地址和地址中的内容(即值),编译器根据上下文环境来判断它的具体含义。如例子中的第8行的意思是把变量a的值(即整数5)赋给b(在这种情况下a被叫做右值),而第9行的意思是往a的地址(即0xbfee8388)中存储一个整数9(在这种情况下a被叫作左值),所以变量既可作为左值,也可作为右值。

    指针变量作为一种变量,当然既可以给它赋值(如例子中把变量a的地址赋给指针变量p),也可以通过取址运算符(&)来取它的地址(如第11行打印出指针变量p的地址值0xbfee8384)。

    取值运算的复杂用法,如清单2: 

[cpp] view plain copy
 
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>  
  4.   
  5. void func(char **p, int num)  
  6. {  
  7.     *p = (char *)malloc(num);  
  8. }  
  9.   
  10. int main(void)  
  11. {  
  12.     char *str = NULL;  
  13.   
  14.     func(&str, 20);  
  15.   
  16.     strcpy(str, "hello world!");  
  17.   
  18.     printf("%s\n", str);  
  19.   
  20.     free(str);  
  21.   
  22.     return 0;  
  23. }  

    例子输出结果: 

[cpp] view plain copy
 
  1. hello world!  

    在例子中的第14行,通过函数调用把指针变量str的地址赋给二级指针变量p,然后在第7行通过*p来间接地使用str,这时str中的值为所分配的20个字节内存的首地址,接着往这段内存中拷贝字符串,最后打印字符串并释放这段内存。

    2、加减和求差

    指针变量加1的意义与整型变量加1的意义不同。

    举例,如清单3: 

[cpp] view plain copy
 
  1. #include <stdio.h>  
  2.   
  3. int main(void)  
  4. {  
  5.     int a[] = {18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11};  
  6.   
  7.     int *start = a, *end = &a[7];  
  8.   
  9.     printf("address start = %p, end = %p\n", start, end);  
  10.   
  11.     printf("*(start+2) = %d, *(--end) = %d\n",  
  12.         *(start+2), *(--end));  
  13.   
  14.     printf("(--end) - (start+2) = %d\n", (--end) - (start+2));  
  15.   
  16.     return 0;  
  17. }  

    例子输出结果: 

[cpp] view plain copy
 
  1. address start = 0xbfeabab8, end = 0xbfeabad4  
  2. *(start+2) = 16, *(--end) = 12  
  3. (--end) - (start+2) = 3  

    首先使用指针变量start和end分别指向数组a的第一个元素和最后一个元素,然后从start+2(即0xbfeabac0,通过式子0xbfeabab8+2*sizeof(int)算出)的地址中取得整数16,和--end(即0xbfeabad0,通过式子0xbfeabad4-1*sizeof(int)算出)的地址中取得整数12,从中可知,指针变量加1是加一个数据类型(就是声明指针变量时所使用的数据类型)的大小。

    指针变量求差的意义不大,可以得到数组两个元素之间的距离,如例子中元素7和元素3相隔3个元素。

    3、比较

    指针变量的比较就是比较指针变量值的大小以及是否相等,与其他数据类型的比较类似。

    如清单4: 

[cpp] view plain copy
 
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3.   
  4. int main(void)  
  5. {  
  6.     char *p = (char *)malloc(10);  
  7.   
  8.     if (p == NULL)  
  9.     printf("failed to allocate memory.\n");  
  10.     else  
  11.     printf("allocate memory successfully.\n");  
  12.   
  13.     free(p);  
  14.   
  15.     return 0;  
  16. }  

    例子输出结果:

[cpp] view plain copy
 
  1. allocate memory successfully.  

    例子中,若malloc的返回不为NULL即表示内存分配成功。

指针的运算