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分类: C/C++

2016-11-29 12:25:19

原文地址:让你不再害怕指针(二) 作者:zhenhuaqin

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
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给主人留下些什么吧!~~