C语言指针与动态内存分配复习

SmartSage2024-08-262024-09-05

一、引入

最近在学习数据结构，使用C语言来实现，经常用到指针相关的操作，而且还要频繁的动态分配内存，所以对指针以及动态分配内存的内容进行一下简单复习，方便后续数据结构的学习。

二、对指针的理解

指针其实也是一种变量，是一种特殊类型的变量，它存储的是变量的地址在32位系统中占用4个字节，在64位系统重占用8个字节。

三、指针的使用

定义一个指针

指针与其他基本数据类型的定义相似，也是需要指定类型，只有类型相同，指针才能操作它指向的地址。

例如：

int a;
double b;
int *p = &a; // 可以
int *p = &b; // 不可以

从上边的程序可以看出，定义指针，其实就是在变量名前加一个*

使用指针

使用指针，需要用到*运算符，来获取指针指向的内存上的数据。

1
2
3

int a = 10;
int *p = &a;
cout << *p; // 输出10

上面这是对于基本数据类型指针的使用，对于结构体指针的使用则需要用到->运算符

struct test
{
    int a;
    int b;
};

int main()
{
    test t;
    t.a = 10;
    t.b = 20;
    test *p = &t;
    cout << p->a << " " << p->b;
    return 0;
}

说到结构体，还经常会有一种写法

typedef struct test
{
    int a;
    int b;
} *t;

这种情况是使用typedef给test类型的结构体指针起了一个别名，这样以后再用这个指针的时候可以不加星号

1 2	tset te; t p = &te

突然想到一些引用相关的知识：

void add(int a, int b, int &sum)
{
    sum = a + b;
    return;
}

比如这样的一个函数，当我形参sum前有一个&符号，这里的&符号并不是取地址的意思，而是C++中引用传递的意思，什么事引用传递呢。可以这么理解，C语言默认的是值传递，当调用函数的时候，知识将实参的值复制一份赋值给形参，在函数里是无法改变实参的值的，引用传递呢，就是给实参取了个别名，不是复制了一份，相当于我们在函数内其实就是在操作这个参数。

1	add(10, 20, sum); // 调用方式

又想到一个点：

typedef struct test
{
    int a;
    int b;
} *tt;

void ddd(tt t) // 如果这样写：ddd(tt &t);也是会输出10
{
    cout << t->a;
}

int main()
{
    test t;
    t.a = 10;
    tt p = &t;
    ddd(p);
    return 0;
}

分析一下，第一种，tt其实是一种test指针类型，我们传递的参数p也是test指针，所以是完全没问题的，那么为什么加了&依然可以呢，因为引用，就是给变量起了个别名，也就是说我们这里的t是p的别名，p的类型是test指针，所以我们的函数用tt类型的形参，所以直接t->a也是没问题的。

指针与函数

函数名其实也是个地址，所以可以用指针来指向这个函数。

int maxValue(int a, int b)
{
    if (a > b)
        return a;
    else
        return b;
}

int test(int a, int b, int (*p)(int, int)) // 函数作为函数的参数，这里也可以写成 int p(int ,int).参数名可以写也可以不写，比如int p(int a,int b)
{
    return p(a, b); 
}

int main()
{
    int (*p)(int, int) = maxValue; // 函数指针的类型就是函数返回值的类型
    cout << p(10, 50);
    cout << test(10, 50, p);

    return 0;
}

四、内存分配

有四个函数：

1	int p = (int )malloc(size); // 申请一块连续可用的空间，空间大小是size个字节，并返回指向这块空间的指针，注意是空指针

返回的是空指针，所以我们要转换一下类型，然后去接收它；

1	void *calloc(size_t num,size_t size); // 为num个大小为size的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0，返回值也是空指针

返回的是空指针，与malloc同样的处理方式