Указатели на С: когда использовать амперсанд и звездочку?

Существует закономерность 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 устанавливается 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 (практически для любой функции str*, *scanf и *printf и т.д.).

На практике вы, вероятно, никогда не будете вызывать функцию с выражением массива, используя оператор &, как в:

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 из 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 являются отличными объектами 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 на функцию swap:

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 только значения, на которые указывают x и y. 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, на что указывает stream, 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;

поэтому вы должны быть осторожны, когда имеете дело с указателями на массивы; что-то вроде

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

не сработает

Положите просто

• & означает адрес, вы увидите, что в заполнителях для функций для изменения переменной параметра, как в C, переменные параметра передаются по значению, используя амперсанд, ссылка.
• * 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 pass-by-reference, сравнить 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
   /* ... */
}

Здесь приведен пример 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
}

Вышеописанное показывает, как мы получили адрес y и присвоили его переменной-указателю p. Затем мы разыгрываем p, присоединяя * к нему, чтобы получить значение p, т.е. *p.

Да, это может быть довольно сложно, так как * используется для разных целей в C/С++.

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 оператором *).
• b) * имеет значение оператора умножения, в этом случае должна быть другая переменная слева от *

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

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

Кроме того, вы должны знать, что при передаче массива в функцию вам всегда придется передавать размер массива этого массива, кроме случаев, когда массив является чем-то вроде cstring (char) с 0-символом.

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

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

NB: каждая объявленная переменная нуждается в своей *.

Если вы хотите взять адрес значения, используйте &. Когда 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 одно и то же). Когда вы передаете массив функции, вы фактически передаете указатель на первый элемент.

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

На самом деле, у вас есть это погладить, вам больше ничего не нужно знать: -)

Я бы просто добавил следующие бит:

• две операции - противоположные концы спектра. & принимает переменную и дает вам адрес, * берет адрес и дает вам переменную (или содержимое).
• массивы "деградируют" до указателей при передаче их функциям.
• вы можете иметь несколько уровней для косвенности (char **p означает, что p является указателем на указатель на char.

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

• массивы, как уже упоминалось, делятся на указатели (на первый элемент в массиве) при передаче в функции; они не сохраняют информацию о размере.
• в C нет строк, а только массивы символов, которые по соглашению представляют строку символов, завершаемую символом нуля (\0).
• Когда вы передаете адрес переменной функции, вы можете отменить указатель на изменение самой переменной (обычно переменные передаются по значению (кроме массивов)).

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

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

Разница между & и * очень понятна.

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;
}

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, косвенным способом запроса адреса значения 7 является &7, а косвенный способ задать значение по адресу x - *x.So (cell: x , value: 7) == (cell: &7 , value: *x). Другой способ взглянуть на него: John сидит на 7th seat. *7th seat будет указывать на John, а &John даст address/location 7th seat. Это простое объяснение помогло мне и надеюсь, что это 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();
}

Дополнение: Всегда инициализируйте указатель перед их использованием. Если нет, указатель укажет на что угодно, что может привести к сбою программы, поскольку операционная система не позволит вам получить доступ к памяти знает, что вы не владеете. Но просто помещая p = &x;, мы назначаем указателю определенное местоположение.

Хорошо, похоже, что ваше сообщение отредактировано...

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

Посмотрите, как вы можете использовать & для получения адреса начала структуры массива? Следующий

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

сделает то же самое.