2011年（455）
分类： C/C++
2011-04-20 22:53:22
6、指针和结构类型的关系
可以声明一个指向结构类型对象的指针。
例十二：
structMyStruct
{
inta;
intb;
intc;
};
structMyStructss={20,30,40};
//声明了结构对象ss，并把ss的成员初始化为20，30和40。
structMyStruct*ptr=&ss;
//声明了一个指向结构对象ss的指针。它的类型是
//MyStruct *,它指向的类型是MyStruct。
int *pstr=(int*)&ss;
//声明了一个指向结构对象ss的指针。但是pstr和
//它被指向的类型ptr是不同的。
请问怎样通过指针ptr来访问ss的三个成员变量？
答案：
ptr->a; //指向运算符，或者可以这们(*ptr).a,建议使用前者
ptr->b;
ptr->c;
又请问怎样通过指针pstr来访问ss的三个成员变量？
答案：
*pstr； //访问了ss的成员a。
*(pstr+1); //访问了ss的成员b。
*(pstr+2) //访问了ss的成员c。
虽然我在我的MSVC++6.0上调式过上述代码，但是要知道，这样使
用pstr来访问结构成员是不正规的，为了说明为什么不正规，让我们
看看怎样通过指针来访问数组的各个单元: (将结构体换成数组)
例十三：
int array[3]={35,56,37};
int *pa=array;
通过指针pa访问数组array的三个单元的方法是：
*pa; //访问了第0号单元
*(pa+1); //访问了第1号单元
*(pa+2); //访问了第2号单元
从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一
样。
所有的C/C++编译器在排列数组的单元时，总是把各个数组单元存
放在连续的存储区里，单元和单元之间没有空隙。但在存放结构对象的
各个成员时，在某种编译环境下，可能会需要字对齐或双字对齐或者是
别的什么对齐，需要在相邻两个成员之间加若干个"填充字节"，这就导
致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。
所以，在例十二中，即使*pstr访问到了结构对象ss的第一个成
员变量a，也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员b。因为成员
a和成员b之间可能会有若干填充字节，说不定*(pstr+1)就正好访问
到了这些填充字节呢。这也证明了指针的灵活性。要是你的目的就是想
看看各个结构成员之间到底有没有填充字节，嘿，这倒是个不错的方法。
不过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针 ptr 的
方法。
7、指针和函数的关系
可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。
int fun1(char*,int);
int (*pfun1)(char*,int);
pfun1=fun1;
inta=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。
可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中，可以用指针表达式来
作为实参。
例十四：
int fun(char *);
inta;
char str[]="abcdefghijklmn";
a=fun(str);
intfun(char *s)
{
intnum=0;
for(inti=0;;)
{
num+=*s;s++;
}
returnnum;
}
这个例子中的函数fun统计一个字符串中各个字符的ASCII码值之
和。前面说了，数组的名字也是一个指针。在函数调用中，当把 str
作为实参传递给形参s后，实际是把str的值传递给了s，s所指向的
地址就和str所指向的地址一致，但是str和s各自占用各自的存储空
间。在函数体内对s进行自加1运算，并不意味着同时对str进行了自
加1运算。
8、指针类型转换
当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时，赋值号的左边是一个指
针，赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中，绝大
多数情况下，指针的类型和指针表达式的类型是一样的，指针所指向的
类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
例十五：
float f=12.3;
float *fptr=&f;
int*p;
在上面的例子中，假如我们想让指针p指向实数f，应该怎么办？
是用下面的语句吗？
p=&f;
不对。因为指针p的类型是int*，它指向的类型是int。表达式
&f的结果是一个指针，指针的类型是float*,它指向的类型是float。
两者不一致，直接赋值的方法是不行的。至少在我的MSVC++6.0上，对
指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致，所指向的类型也一致，其
它的编译器上我没试过，大家可以试试。为了实现我们的目的，需要进
行"强制类型转换"：
p=(int*)&f;
如果有一个指针p，我们需要把它的类型和所指向的类型改为
TYEP *TYPE，那么语法格式是： (TYPE *)p；
这样强制类型转换的结果是一个新指针，该新指针的类型是
TYPE*，它指向的类型是TYPE，它指向的地址就是原指针指向的地址。
而原来的指针p的一切属性都没有被修改。（切记）
一个函数如果使用了指针作为形参，那么在函数调用语句的实参和
形参的结合过程中，必须保证类型一致 ，否则需要强制转换
例十六：
void fun(char*);
inta=125,b;
fun((char*)&a);
void fun(char*s)
{
charc;
c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c;
c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c;
}
注意这是一个32位程序，故int类型占了四个字节，char类型占一个
字节。函数fun的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意
到了吗？在函数调用语句中，实参&a 的结果是一个指针，它的类型是
int*，它指向的类型是int。形参这个指针的类型是char *，它指向
的类型是 char。这样，在实参和形参的结合过程中，我们必须进行一
次从int*类型到char*类型的转换。结合这个例子，我们可以这样来
想象编译器进行转换的过程：编译器先构造一个临时指针char*temp，
然后执行temp=(char*)&a，最后再把temp的值传递给s。所以最后的
结果是：s的类型是char*,它指向的类型是char，它指向的地址就是
a的首地址。
我们已经知道，指针的值就是指针指向的地址，在32位程序中，
指针的值其实是一个32位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值
直接赋给指针呢？就象下面的语句：
unsigned inta;
TYPE *ptr; //TYPE是int，char或结构类型等等类型。
a=20345686;
ptr=20345686; //我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686
ptr=a; //我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686
编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能
达到了吗？不，还有办法：
unsigned inta;
TYPE *ptr; //TYPE是int，char或结构类型等等类型。
aN //N必须代表一个合法的地址；
ptr=(TYPE*)a； //呵呵，这就可以了。
严格说来这里的(TYPE*)和指针类型转换中的(TYPE*)还不一样。这里
的(TYPE*)的意思是把无符号整数a的值当作一个地址来看待。上面强
调了a的值必须代表一个合法的地址，否则的话，在你使用ptr的时候，
就会出现非法操作错误。
想想能不能反过来，把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取
出来。完全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出
来，然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针：
例十七：
int a=123,b;
int *ptr=&a;
char *str;
b=(int)ptr; //把指针ptr的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b; //把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。
现在我们已经知道了，可以把指针的值当作一个整数取出来，也可
以把一个整数值当作地址赋给一个指针。
9、指针的安全问题
看下面的例子：
例十八：
char s='a';
int *ptr;
ptr=(int *)&s;
*ptr=1298；
指针ptr是一个int*类型的指针，它指向的类型是int。它指向
的地址就是s的首地址。在32位程序中，s占一个字节，int类型占四
个字节。最后一条语句不但改变了s所占的一个字节，还把和s相临的
高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的？只有编译程
序知道，而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储了非
常重要的数据，也许这三个字节里正好是程序的一条代码，而由于你对
指针的马虎应用，这三个字节的值被改变了！这会造成崩溃性的错误。
让我们再来看一例：
例十九：
char a;
int *ptr=&a;
ptr++;
*ptr=115;
该例子完全可以通过编译，并能执行。但是看到没有？第3句对指
针ptr进行自加1运算后，ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向
的一块存储区。这块存储区里是什么？我们不知道。有可能它是一个非
常重要的数据，甚至可能是一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写
入一个数据！这是严重的错误。所以在使用指针时，程序员心里必须非
常清楚：我的指针究竟指向了哪里。在用指针访问数组的时候，也要注
意不要超出数组的低端和高端界限，否则也会造成类似的错误。
在指针的强制类型转换：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2
的类型)大于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2
所指向的存储区时是安全的。如果 sizeof(ptr2 的类型)小于
sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存
储区时是不安全的。至于为什么，读者结合例十八来想一想，应该会明
白的。
10、结束语
现在你是否已经觉得指针再也不是你所想的那么害怕了，如果你的回
答是：对，我不怕了！哈哈，恭喜你，你已经掌握C语言的精华了，C
中唯一的难点就是指针，指针搞定其它小菜而已，重要的是实践，好
吧，让我们先暂停C的旅程吧，开始我们的C++编程，C是对底层操作
非常方便的语言，但开发大型程序本人觉得还是没有C++方便，至少维
护方面不太好做。而且C++是面向对象的语言，现在基本已经是面向对
象的天下了，所以建议学C++。C++是一门难学易用的语言，要真正掌
握C++可不是那么容易的，将基本的学完后，就学数据结构吧，算法才
是永恒的，程序设计语言层出不穷，永远学不完。学完之后就认真啃
下STL这根骨头吧，推荐书籍--------范型编程与STL和STL源码剖
析。如果你达到了这样要求，再一次恭喜你，你已经是个程序高手了，
甚至可以说是个算法高手，因为STL里有大量的精华而高效的算法。
唉，已经该说再见的时候了，让我们一起用我们的语言来谱写我们的
人生吧
