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深入理解与数据类型相关的指针变量的算术运算(c语言各个数据类型取值范围)

时间:2023-11-19 02:54:53 阅读:360 作者:恋恋恋不舍

c语言各个数据类型取值范围?指针变量指向指针(地址),如何解引用二进制序列?需要确定这个二进制序列的长度以及解码规则,这也就是指向的数据类型由此,指针的算术运算也与其指向的类型密切相关,现在小编就来说说关于c语言各个数据类型取值范围?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!

深入理解与数据类型相关的指针变量的算术运算(c语言各个数据类型取值范围)-第1张

c语言各个数据类型取值范围

指针变量指向指针(地址),如何解引用二进制序列?需要确定这个二进制序列的长度以及解码规则,这也就是指向的数据类型。由此,指针的算术运算也与其指向的类型密切相关。

指针变量的算术运算主要有两类:

I 地址偏移

II 两个地址之间的差值

电子计算机以字节为单位进行编址,指针变量的算术运算以指针(地址)为运算对象,但并不单纯以字节为计算单位,而是以其指向的数据类型的大小为单位进行偏移或计算差值。

还可以从表达式的类型一致来理解,在C语言中,表达式的类型需要一致,但指针的算术运算如何达成一致?指针是地址,是一个整数,当然是一个合法地址,且具有类型信息,由此,与其运算的整数也不再是一个单纯的整数,而是具有类型信息的。

记住指针的偏移或算术运算的单位是元素的个数而不是byte数量,在计算新地址时千万别弄错了。

1 地址偏移

p±n == (char*)p ± n*sizeof(*p)

void ptrCal() { int a[10],*p,*q; for(int i=0;i<10;i ) a[i] = i; p = a; q = a 2; int b = a[q-p]; printf("%d\n",b); // 2 b = (int)q - (int)p; printf("%d\n",b); // 8 }

2 两个地址之间的差值

p-q = ±n

如果指针变量指向的类型是char类型,则指向类型的大小与单个字节的长度完全统一,两者具有天然的同步性。

int strLen(const char* strP) { const char* p = strP; while(*p != '\0'); return p-strP-1; }

3 指针指向数组时,相关的指针运算

除了在声明中或者当一个数组名是sizeof运算符或&运算符的操作数之外,编译器总是把数组名解释成指向它的第一个元素的指针。可以将这个原则表达为:

arr == &a[0] 或者

arr == &*a

n维数组arr,基首元素的地址是n-1维的&a[0]

int arr[2][3][4];

int (*p)[3][4] = &arr[0];

int (*q)[3][4] = &*arr;

int (*r)[3][4] = arr;

void arrPtr() { int a[3]; int b[3][4]; int c[3][4][5]; int i = sizeof a / sizeof *a; // 运算符sizeof的上下文,数组名表示整个数组 int j = sizeof b / sizeof *b; int k = sizeof c / sizeof *c; printf("%d,%d,%d\n",i,j,k); // 3,3,3 int(*pp)[3] = &a 1; //运算符&的上下文,数组名表示整个数组 int(*qq)[3][4] = &b 1; int(*rr)[3][4][5] = &c 1; int l = (int)pp-(int)a; int m = (int)qq-(int)b; int n = (int)rr-(int)c; printf("%d,%d,%d\n",l,m,n); // 12,48,240 int *p = a; //以上两种情况以外的上下文,数组名表示数组首元素的地址 int (*q)[4] = b; int (*r)[4][5] = c; *(p 2) = 3; *(*(q 2) 3) = 3*4; *(*(*(r 2) 3) 4) = 3*4*5; // printf("%d,%d,%d\n",a[2],b[2][3],c[2][3][4]);// 3,12,60 // 在数组名表示数组首元素的地址,数组名 n表示数组元素的偏移, // 其偏移的字节数自然是数组元素的长度,n维数组的元素是n-1维数组, // n-1维都需要有确定的长度信息 }

对于二维数组

arr[N][M]

其元素

arr[i][j]

便是指针写法

*(*(arr i) j)

的语法糖。在指针写法的表达式中,其偏移有意义的前提就是arr必须转换为指向数组首元素的指针。

对指针进行加1 操作,得到的是下一个元素的地址,而不是原有地址值直接加1。所以,一个类型为 T 的指针的移动,以sizeof(T) 为移动单位。如果有数组arr:

arr 1 代表是的数组首元素的地址即a[0]的首地址。

&a 1 代表的是数组的首地址,

两者指向的地址相同,但类型及代表的长度不同,所以有不同的移动。

单重循环处理二维数组:

#include <stdio.h> int main() { const int M = 3; const int N = 4; int arr[M][N] = {0}; for(int i=0;i<M*N;i ) arr[i/N][i%N] = i; // 单重循环处理二维数组 int (*pArr)[N] = arr; for(i=0;i<M*N;i ){ if(i%N==0) printf("\n"); printf("%d ",*(*(pArr i/N) i%N)); } printf("\n"); for(i=0;i<M;i ){ for(int j=0;j<N;j ) printf("%d ",arr[i][j]); printf("\n"); } getchar(); return 0; }

结构体成员的偏移:

结构体成员的字节对齐,有利于提高数据的访问速度(CPU一次读取一个字长(32位平台是4个字节)的字节数),是典型的以空间换时间的案例。

结构体类型变量相对于结构体成员,如果数组名之于数组成员一样,提供的是一个基准地址,成员地址是相对于基准的偏移。不同的是,数组名是一个常量,不能用做左值(可以在声明的同时初始化),结构体变量是可以做左值的。(依序器如此规定也有其合理性,数组是数组名 索引确定分量地址,而结构体是由结构体变量 结构体分量确定分量地址,数组名做为分量的索引的基准需要保持不变)

#include <stdio.h> #include <iostream> void structMemberOffset() { struct Student { int grade; char id[11]; char name[20]; char sex; double chinese; double math; }; printf("%d\n",sizeof Student); //56 printf("%d\n",offsetof(Student,chinese)); // 40 = 4 12 20 4 Student stu; int n = int(&stu.chinese)-int(&stu); // 40 printf("%d\n",n); } int main() { structMemberOffset(); return 0; }

-End-

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