C 中指针的新手答案

【问题标题】：New to pointers in CC 中指针的新手
【发布时间】：2020-08-12 21:45:14
【问题描述】：

在下面的代码中，我想更好地理解 int *z = malloc(sizeof(int); 发生了什么

对我来说，它创建了一个指向 int 的指针。然后*z得到x指向的值(2)和y指向的值(4)之和。

现在 *z = 6。这是否意味着 *z 不指向任何东西？它只存储一个int？我以为 *z 是指针，指针是地址？感谢您的帮助理解。

int *add(int *x, int *y)
{
    int *z = malloc(sizeof(int));
    *z = (*x) + (*y);
    return z;
}

int main(void)
{
    int a = 2;
    int b = 4;
    int *ptr = add(&a, &b);
    printf("sum = %i\n", *ptr);
    
}

【问题讨论】：

*z derefences 允许您读取/写入指向的内存位置的指针。不要忘记在main 中free(ptr) 来释放你malloc'd 的内存。此外，这个例子是非常人为的。 IRL，您只需在没有指针的情况下完成所有这些操作，堆栈分配所有内容并直接使用整数返回值，所以也许这不是您需要指针的一个很好的动机。
可能是一个微妙的点，但z = malloc( sizeof (int)) 不会创建指针。它分配（“创建”不准确，但我想会通俗地使用）内存并将分配内存的地址分配给z。 *z 不是指针。 z 是一个指针。 *z 是存储在z 指向的地址的值。指针不是地址；它是一个保存地址的变量。

标签： c pointers

【解决方案1】：

现在 *z = 6。这是否意味着 *z 不指向任何东西？它只存储一个int？我以为 *z 是指针，指针是地址？感谢您的帮助理解。

*z = 6 是正确的，但你对这种情况的发生方式是错误的。

z 是一个指针，因此它指向内存中的某个位置。在您的程序的早期，您使用 int *z = malloc(sizeof(int)); 分配了z 指向的空间。

然后，当您执行*z = (*x) + (*y); 时，您基本上已经将加法的结果放入了分配的空间中。

z 仍然指向那个空间（因为它是一个指针）。 *z 称为解引用，意思是直接到达指针指向的值。

换句话说：6 存储在z 指向的位置，*z 是获取该值的一种方式。

【讨论】：

【解决方案2】：

*z = 6 将6 分配给ptr指向的位置。这就是指针的作用，它指向事物，但是为了将值放在它指向的位置而不是更改指针，您需要使用 * 运算符取消引用。¹

从概念上讲，将您的记忆想象为多个字节，每个字节都有一个数字。指向int 的指针表示内存中的特定位置，假定该位置保存int 或4 字节的数据。

*z = 6 的意思是“在z 描述的内存位置放入一个整数值 6”，翻译成的机器指令大致相同。

z 绝对不会“存储一个 int”，它存储一个位置。该位置可能存在，或者可能是NULL，或者可能无效。除非您仔细检查代码以确保指针有效，否则无法保证。这是你作为程序员的责任。

这也是为什么指针会变得棘手和令人沮丧的原因。他们在您的代码中引入了间接。

¹ 在 C 中，指针在很大程度上也可以与数组互换，因此您可以使用 z[0] = 6，尽管由于 z 仅指向单个 int，因此除 0 之外的任何索引都是无效的。

【讨论】：

所以z存储了6所在的地址..然后*ptr得到z..所以现在*ptr =（6所在的地址）。 *z 会发生什么？它不再指向任何东西了吗？
如果您想深入挖掘，那就太好了。尝试在编译时查看该代码的assembly language 输出。理解 CPU 的指令有助于理解为什么 C 是这样设计的。有一条指令有效地说“将这个值放在这个内存位置”，还有一条指令说“从这个内存位置读取”。 z 本身不被消耗。它总是在那里。你可以像*z += 2 一样轻松地做int a = *z。
@Dylan No. *ptr = 6 将值 6 存储在 ptr 引用的位置。 ptr 仍然指向同一个位置。
将z 视为“间接整数”，因为您需要取消对它的引用才能获得一个。 z + 6 正在做指针数学。 *z + 6 正在做整数数学运算。
记住，从概念上讲，C 中的所有东西都有一个内存地址，优化除外，所以int z 也是一个内存位置，你总是可以做int* zptr = &z 然后你有一个指针可以操纵该值，不需要malloc。

【解决方案3】：

int *z = malloc(sizeof(int));

这将引发系统调用以在堆上分配一个整数。 z 是从 malloc 返回的这个整数的地址（如果 malloc 分配失败 z 将为 null）

z 是指向在堆上分配的缓冲区的指针（如果 malloc 成功）。在你的情况下，这个缓冲区保存一个整数，所以它是一个指向这个整数的指针。

参见手册页中的 malloc 描述。 malloc_man_pages

*z = (*x) + (*y);

你是对的。您正在将地址 x 中设置的值和地址 y 中设置的值分配给 z 指向的位置。

您不检查 malloc 的返回值，这是一件非常糟糕的事情。始终检查 malloc 是否成功！见下文。也许您需要检查在 x 和 y 中获得的指针？！（这取决于你，但我建议检查）。

int* add(int *x, int *y)
{
    int *z = NULL; 
    
    if(x && y)
    {
        z = malloc(sizeof(int));
        if(z)
        {
            *z = (*x) + (*y);
        }
    }

    return z;
}

【讨论】：