Указатели на С: когда использовать амперсанд и звездочку? - PullRequest
253 голосов
/ 19 января 2010

Я только начинаю с указателей, и я немного запутался. Я знаю, & означает адрес переменной и что * может использоваться перед переменной-указателем, чтобы получить значение объекта, на который указывает указатель. Но все работает иначе, когда вы работаете с массивами, строками или когда вы вызываете функции с копией указателя на переменную. Трудно увидеть паттерн логики внутри всего этого.

Когда мне следует использовать & и *?

Ответы [ 9 ]

555 голосов
/ 19 января 2010

У вас есть указатели и значения:

int* p; // variable p is pointer to integer type
int i; // integer value

Вы превращаете указатель в значение с помощью *:

int i2 = *p; // integer i2 is assigned with integer value that pointer p is pointing to

Вы превращаете значение в указатель с &:

int* p2 = &i; // pointer p2 will point to the address of integer i

Редактировать: В случае массивов они очень похожи на указатели.Если вы думаете о них как о указателях, вы будете использовать *, чтобы получить значения внутри них, как описано выше, но есть и другой, более распространенный способ использования оператора []:

int a[2];  // array of integers
int i = *a; // the value of the first element of a
int i2 = a[0]; // another way to get the first element

Чтобы получить второй элемент:

int a[2]; // array
int i = *(a + 1); // the value of the second element
int i2 = a[1]; // the value of the second element

Таким образом, оператор индексирования [] является специальной формой оператора *, и он работает так:

a[i] == *(a + i);  // these two statements are the same thing
24 голосов
/ 19 января 2010

Есть шаблон при работе с массивами и функциями; сначала это немного сложно увидеть.

При работе с массивами полезно помнить следующее: когда выражение массива появляется в большинстве контекстов, тип выражения неявно преобразуется из «N-элементного массива T» в «указатель на T», и его Значение установлено, чтобы указать на первый элемент в массиве. Исключениями из этого правила являются случаи, когда выражение массива появляется в качестве операнда операторов & или sizeof или когда это строковый литерал, используемый в качестве инициализатора в объявлении.

Таким образом, когда вы вызываете функцию с выражением массива в качестве аргумента, функция получит указатель, а не массив:

int arr[10];
...
foo(arr);
...

void foo(int *arr) { ... }

Вот почему вы не используете оператор & для аргументов, соответствующих "% s" в scanf():

char str[STRING_LENGTH];
...
scanf("%s", str);

Из-за неявного преобразования scanf() получает значение char *, которое указывает на начало массива str. Это справедливо для любой функции, вызываемой с выражением массива в качестве аргумента (почти для любой функции str*, функций *scanf и *printf и т. Д.).

На практике вы, вероятно, никогда не вызовете функцию с выражением массива, используя оператор &, например:

int arr[N];
...
foo(&arr);

void foo(int (*p)[N]) {...}

Такой код не очень распространен; Вы должны знать размер массива в объявлении функции, и функция работает только с указателями на массивы определенных размеров (указатель на массив из 10 элементов T отличается от указателя на массив из 11 элементов). Т).

Когда выражение массива появляется в качестве операнда оператора &, тип получающегося выражения - «указатель на массив из N элементов T», или T (*)[N], который отличается от массива указателей ( T *[N]) и указатель на базовый тип (T *).

При работе с функциями и указателями следует помнить следующее правило: если вы хотите изменить значение аргумента и отразить его в вызывающем коде, вы должны передать указатель на то, что вы хотите изменить. Опять же, массивы вбивают немного обезьяны, но сначала мы разберемся с обычными случаями.

Помните, что C передает все аргументы функции по значению; формальный параметр получает копию значения в фактическом параметре, и любые изменения формального параметра не отражаются в фактическом параметре. Типичным примером является функция подкачки:

void swap(int x, int y) { int tmp = x; x = y; y = tmp; }
...
int a = 1, b = 2;
printf("before swap: a = %d, b = %d\n", a, b);
swap(a, b);
printf("after swap: a = %d, b = %d\n", a, b);

Вы получите следующий вывод:

before swap: a = 1, b = 2
after swap: a = 1, b = 2

Формальные параметры x и y отличаются от a и b, поэтому изменения в x и y не отражаются в a и b. Поскольку мы хотим изменить значения a и b, мы должны передать им указатели в функцию подкачки:

void swap(int *x, int *y) {int tmp = *x; *x = *y; *y = tmp; }
...
int a = 1, b = 2;
printf("before swap: a = %d, b = %d\n", a, b);
swap(&a, &b);
printf("after swap: a = %d, b = %d\n", a, b);

Теперь ваш вывод будет

before swap: a = 1, b = 2
after swap: a = 2, b = 1

Обратите внимание, что в функции подкачки мы не меняем значения x и y, а значения того, что x и y указывают на . Запись в *x отличается от записи в x; мы не обновляем значение в самом x, мы получаем местоположение из x и обновляем значение в этом местоположении.

Это в равной степени верно, если мы хотим изменить значение указателя; если мы напишем

int myFopen(FILE *stream) {stream = fopen("myfile.dat", "r"); }
...
FILE *in;
myFopen(in);

затем мы изменяем значение входного параметра stream, а не то, что stream указывает на , поэтому изменение stream не влияет на значение in; чтобы это работало, мы должны передать указатель на указатель:

int myFopen(FILE **stream) {*stream = fopen("myFile.dat", "r"); }
...
FILE *in;
myFopen(&in);

Опять же, массивы бросают немного обезьяны в работу. Когда вы передаете выражение массива функции, функция получает указатель. Из-за того, как определяется подписка на массив, вы можете использовать оператор указателя для указателя так же, как вы можете использовать его для массива:

int arr[N];
init(arr, N);
...
void init(int *arr, int N) {size_t i; for (i = 0; i < N; i++) arr[i] = i*i;}

Обратите внимание, что объекты массива не могут быть назначены; то есть вы не можете сделать что-то вроде

int a[10], b[10];
...
a = b;

так что вы хотите быть осторожными, когда имеете дело с указателями на массивы; что-то вроде

void (int (*foo)[N])
{
  ...
  *foo = ...;
}

не будет работать.

11 голосов
/ 19 января 2010

Проще говоря

  • & означает address-of , вы увидите, что в заполнителях функций для изменения переменной параметра, как в C, переменные параметра передаются по значению, используя амперсанд для передачи по ссылке .
  • * означает разыменование переменной указателя, что означает получение значения этой переменной указателя.
int foo(int *x){
   *x++;
}

int main(int argc, char **argv){
   int y = 5;
   foo(&y);  // Now y is incremented and in scope here
   printf("value of y = %d\n", y); // output is 6
   /* ... */
}

В приведенном выше примере показано, как вызвать функцию foo с помощью передачи по ссылке, сравните с этим

int foo(int x){
   x++;
}

int main(int argc, char **argv){
   int y = 5;
   foo(y);  // Now y is still 5
   printf("value of y = %d\n", y); // output is 5
   /* ... */
}

Вот иллюстрация использования разыменования

int main(int argc, char **argv){
   int y = 5;
   int *p = NULL;
   p = &y;
   printf("value of *p = %d\n", *p); // output is 5
}

Выше показано, как мы получили адрес из y и присвоили его переменной-указателю p. Затем мы разыменовываем p, прикрепляя * к его передней части, чтобы получить значение p, то есть *p.

9 голосов
/ 19 января 2010

Да, это может быть довольно сложно, поскольку * используется в C / C ++ для многих различных целей.

Если * появляется перед уже объявленной переменной / функцией, это означает, что:

  • a) * предоставляет доступ к значению этой переменной (если тип этой переменной является типом указателя или перегружен оператор *).
  • b) * имеет значение оператора умножения, в этом случае слева от *

Если в объявлении переменной или функции появляется *, это означает, что эта переменная является указателем:

int int_value = 1;
int * int_ptr; //can point to another int variable
int   int_array1[10]; //can contain up to 10 int values, basically int_array1 is an pointer aswell which points to the first int of the array
//int   int_array2[]; //illegal, without initializer list..
int int_array3[] = {1,2,3,4,5};  // these two
int int_array4[5] = {1,2,3,4,5}; // are indentical

void func_takes_int_ptr1(int *int_ptr){} // these two are indentical
void func_takes int_ptr2(int int_ptr[]){}// and legal

Если & появляется в объявлении переменной или функции, это обычно означает, что эта переменная является ссылкой на переменную этого типа.

Если перед уже объявленной переменной появляется &, он возвращает адрес этой переменной

Кроме того, вы должны знать, что при передаче массива в функцию вам всегда нужно будет также передавать размер массива этого массива, за исключением случаев, когда массив является чем-то вроде cstring с 0-символом в конце (массив символов). *

4 голосов
/ 19 января 2010

Когда вы объявляете переменную-указатель или параметр функции, используйте *:

int *x = NULL;
int *y = malloc(sizeof(int)), *z = NULL;
int* f(int *x) {
    ...
}

Примечание: каждая объявленная переменная нуждается в своем собственном *.

Если вы хотите получить адрес значения, используйте &. Если вы хотите прочитать или записать значение в указателе, используйте *.

int a;
int *b;
b = f(&a);
a = *b;

a = *f(&a);

Массивы обычно обрабатываются как указатели. Когда вы объявляете параметр массива в функции, вы можете так же легко объявить, что это указатель (это означает то же самое). Когда вы передаете массив функции, вы фактически передаете указатель на первый элемент.

Указатели на функции - это единственные вещи, которые не совсем соответствуют правилам. Вы можете взять адрес функции без использования &, и вы можете вызвать указатель на функцию без использования *.

3 голосов
/ 19 января 2010

Я думаю, вы немного смущены. Вы должны прочитать хороший учебник / книгу по указателям.

Этот учебник очень хорош для начинающих (ясно объясняет, что такое & и *). И да, не забудьте прочитать книгу Указатели в C Кеннета Рика.

Разница между & и * очень ясна.

Пример:

#include <stdio.h>

int main(){
  int x, *p;

  p = &x;         /* initialise pointer(take the address of x) */
  *p = 0;         /* set x to zero */
  printf("x is %d\n", x);
  printf("*p is %d\n", *p);

  *p += 1;        /* increment what p points to i.e x */
  printf("x is %d\n", x);

  (*p)++;         /* increment what p points to i.e x */
  printf("x is %d\n", x);

  return 0;
}
3 голосов
/ 19 января 2010

На самом деле, у вас все в порядке, вам больше ничего не нужно знать: -)

Я бы просто добавил следующие биты:

  • две операции противоположныспектра.& берет переменную и дает вам адрес, * берет адрес и дает вам переменную (или ее содержимое).
  • массивы "ухудшаются" до указателей при передаче их функциям.
  • на самом деле вы можете иметь несколько уровней по косвенности (char **p означает, что p является указателем на указатель на char.

Что касается вещей, работающих по-другому, не совсем:

  • Массивы, как уже упоминалось, уменьшаются до указателей (до первого элемента в массиве) при передаче в функции, они не сохраняют информацию о размере.
  • нет строкв Си - просто символьные массивы, которые, по соглашению, представляют собой строку символов, оканчивающихся нулевым (\0) символом.
  • Когда вы передаете адрес переменной в функцию, вы можете отменить ссылкууказатель для изменения самой переменной (обычно переменные передаются по значению (кроме массивов)).
2 голосов
/ 14 июля 2016

Я просматривал все многословные объяснения, поэтому вместо этого обратился к видео из Университета Нового Южного Уэльса для спасения. Вот простое объяснение: если у нас есть ячейка с адресом x и значением 7, косвенный способ запроса значения 7 - &7, а косвенный запрос значения x - *x. Так (cell: x , value: 7) == (cell: &7 , value: *x). Другой способ просмотра: John сидит 7th seat. *7th seat будет указывать на John, а &John даст address / местоположение 7th seat. Это простое объяснение помогло мне и надеюсь, что оно поможет и другим. Вот ссылка на отличное видео: нажмите здесь.

Вот еще один пример:

#include <stdio.h>

int main()
{ 
    int x;            /* A normal integer*/
    int *p;           /* A pointer to an integer ("*p" is an integer, so p
                       must be a pointer to an integer) */

    p = &x;           /* Read it, "assign the address of x to p" */
    scanf( "%d", &x );          /* Put a value in x, we could also use p here */
    printf( "%d\n", *p ); /* Note the use of the * to get the value */
    getchar();
}

Надстройка: Всегда инициализируйте указатель перед их использованием. Если нет, указатель будет указывать на что-либо, что может привести к сбою программы, поскольку операционная система не позволит вам получить доступ к памяти, которую она знает Вы не владеете. Но просто поставив p = &x;, мы назначаем указатель определенному месту.

1 голос
/ 19 января 2010

Хорошо, похоже, ваше сообщение отредактировано ...

double foo[4];
double *bar_1 = &foo[0];

Посмотрите, как вы можете использовать &, чтобы получить адрес начала структуры массива? Следующие

Foo_1(double *bar, int size){ return bar[size-1]; }
Foo_2(double bar[], int size){ return bar[size-1]; }

сделает то же самое.

Добро пожаловать на сайт PullRequest, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...