嵌入式C编程01指针的使用.ppt

指针的使用,课程安排,指针的概念 指针数据类型 指针与其他数据类型 指针修饰符,一般的32位CPU都有硬件MMU单元，能将有限的硬件内存(如 512M)虚拟成一个较大(如2G)的虚拟内存 这样软件可以在一个非常大的范围里使用内存 每个内存单元（8bits组成一个内存单元byte）都有一个地址 地址是一个无符号的整数表示，通常与CPU字长相等(在32位 CPU上就是4byte的空间),内存与地址,1、变量是对程序中数据存储空间(地址和值)的抽象 int num = 100; printf(“num is %d, num addr is %pn”, num, 3、问题是，怎么通过addr简接获取该地址内保存的值（100）?,变量与地址,1、C定义了一种专门用于表示地址的变量指针 int* addr; /定义指针变量 2、将内存中数据的地址赋值给指针变量：表示将指针指向该数据 addr = ,指针的由来,用好指针可以: 使程序简洁、紧凑、高效 有效地表示复杂的数据结构 动态分配内存 得到多于一个的函数返回值 直接操作地址造就了C/C+的强大 用不好指针造成： 非法内存访问，程序死机或异常 内存泄露，减低系统性能 指针属于间接访问，指来指去最终变得不可维护,指针是把双刃剑,课程安排,指针的概念 指针数据类型 指针与其他数据类型 指针修饰符,指针的定义,实例：int *pi; char *pc; double* pd; info_t *pinfo; static int *pi; static char *pc; static info_t *pinfo; 关键概念： 1、指针类型与指针指向对象类型 2、指针的值与指针指向对象的值,指针内存大小,指针变量用来表示内存地址，32位CPU上用4byte空间表示地址 int *pi; char *pc; double *pd; info_t *pinfo; sizeof(pi) = ? sizeof(pc) = ? sizeof(pd) = ? sizeof(pinfo) = ?,指针初始化与赋值,1、初始化为指向对象的地址 int num = 100; int paddr = ,指针运算,1、取值运算符 int num = 100; int* paddr = *paddr = ? paddr + 1 = ? *(int*)paddr = ? (int*)paddr + 1 = ?,通用(void)指针,指针变量的类型表示指针所指向对象的类型 能不能定义一种通用指针，将来根据需要再指向特定对象？ void *point = NULL; /void指针，定义不指定指针指向哪种类型数据 sizeof (point) = ? point+ ? point- ? 使用时需要进行强制类型转换： int num = 100; char ch = a; void *point = NULL; point = ,课程安排,指针的概念 指针数据类型 指针与其他数据类型 指针修饰符,数组与指针,1、数组与指针的关系 数组名表示数组首地址，可以把数组名可作指针常量 int arr3 = 1, 2, 3; int *p = arr; p+ ? arr+ ? *p = ? *(p+1) = ? *(p + 2) = ? 数组下标操作符内部实现机制：通过指针取值运算符实现 arr2 相当于 *(arr+2) 数组作为函数参数，实际是转化为指针实现 str_cpy(char src, char des) = str_cpy(char *src, char *des) 数组作为函数返回值，必须通过指针实现 char *str_cpy(char *src, char *des),数组与指针,2、指针数组：即数组的元素为指针类型。 char* var10; /10个int型指针的数组 sizeof(var) = ? var + 1 ? 3、数组指针：即指针的类型为数组（指向数组的指针）。 char (*var)10; /指向10个int型数组的指针 sizeof(var) = ? var + 1 ? 4、字符串与指针 字符串是属于典型的字符数组，因而通常通过char型指针处理字符串,数组与指针,将字符串直接赋值给指针，表示指针指向字符串内存首地址 注意：字符串常量内存分配在只读数据区（RODATA） 实例：char *p = “xnf”; char arr = “xnf”; *p ? *p+ ? *+p ? *p = X ? arr0 = X ? strcpy(p, “XNF”) ? strcpy(arr, “XNF”) ?,数组与指针,通过指针数组表示字符串数组 char a16 = “welcome”, “to”, “xnf”； 主函数参数就是通过指针数组实现的: int main (int argc, char *argv),结构与指针,1、结构包含指针：结构体中包含指针域变量 如：学生信息中name与phone定义为指针 注意：在程序中动态修改学生信息表中的 name和phone域可行么？,结构与指针,2、指向结构体的指针 结构体变量域通过.访问，而结构体指针域通过-访问 sizeof(info) = ? sizeof(p) = ? 下面这段代码错在哪里？,结构与指针,通过结构体指针传递参数比直接传递结构体变量更高效 实参传递给形参时只拷贝了4个字节,指针与指针,1、指向指针变量的指针 int num = 100; int *p = 实现指针二级访问:,函数与指针,1、指针作为函数的参数 向函数传递数组、字符串、结构: 如strc_py、show_info 作为函数的输出参数 例如：实现交换两个整数的函数 void swap(int a, int b) 传值，形参值改变并不能带回给实参 传址，在函数内改变地址内保存的内容,函数与指针,问题： 要在函数能改变指针的值，怎么通过输出参数返回？ 例如： void get_mem(char *pmem, int size) pmem = malloc(size); 动态分配的内存能通过pmem带回么？ 不能！要将实参指针的地址传递给形参（二级指针）才能实现! 更直接的方法是通过函数返回值实现,函数与指针,2、指针作为函数的返回值 返回字符串、动态分配的内存等，如 *strcpy, *malloc 注意返回地址的有效性（函数执行完毕后该地址未被回收） 下面两个函数哪个是合法的？,函数与指针,3、指向函数的指针 函数存放在TEXT段，同样具有地址 函数名就是函数在TEXT段的入口地址 跟数组名一样，函数名也可以看作是一个指针常量 所以，函数名也可以赋值给指针变量，那么该指针变量类型呢？ 函数指针类型！通过函数指针，也可以间接调用函数。,函数与指针,函数指针的应用： 1、作为函数参数实现回调函数 所谓回调函数是指通过调用其他函数反 过来调用某个函数 模拟面向对象的多态，在UI组件的大量使 用,函数与指针,2、作为结构体的动作域 模拟面向对象的类，在Linux内核中大量使用 作为一个现实中的对象，不但有数据属性，还需要有行为属性 使用对象行为,课程安排,指针的概念 指针数据类型 指针与其他数据类型 指针修饰符,const修饰符,1、const修饰符的作用：限定一个变量不允许被改变（只读） 如：const int num = 100; /num是只读整型变量 const int arr3 = 10, 20, 30; /arr是只读整型数组 num = 200 ? arr0 = 100 ? arr1 = 200? 2、const指针: 指向变量的只读指针，指针本身只读，但指向的对象非只读 如：int num1 = 100; int num2 = 200; int* const p = *p = 200 ? p = &num2 ?,const修饰符,3、指向const变量的指针: 指向只读变量的指针，而指针本身不是只读的 如： const int num1 = 100; const int num2 = 200; const int *p = *p = 200 ? p = &num2 ?,volatile修饰符,1、编译器总是试图优化编译使代码运行得更快 如果程序中变量未被改变，对变量的访问尽量用寄存器代替内存储存 寄存器属于CPU内部的存储单元，比起内存访问来得更快 2、但对于硬件驱动程序来说，这样做就存在风险 const unsigned int *paddr = 0x0012ff7c; /假定0x0012ff7c表示一个网卡内存地址 data = *paddr; /第一次取网卡数据 data = *paddr; /第二次取网卡数据 由于*paddr从未被程序改变，所以第二次取值从寄存器中进行，跟第一次值一样 但网卡内存数据会随时在通信中发生改变！,volatile修饰符,3、使用volatile修饰符 volatile告诉编译器，不要对其修饰的变量作优化 总是从内存进行读写，而不是仅仅在寄存器 volatile const unsigned int *p = 0x0012ff7c; /假定0x0012ff7c表示一个网卡内存地址,typedef修饰符,1、指针相关数据类型,typedef修饰符,2、更复杂的指针相关数据类型 从变量名括号开始解释，括号外面表示类型可以用typedef自定义类型来简化 int (*p3)(int); typedef int (func_t)(int); /定义返回整数的函数类型 funct_t *p3; /定义包含3个函数指针的数组 int *(*p3)(int); typedef int *(func_t)(int); /定义返回整数指针的函数类型 func_t *p3; /定义包含3个函数指针的数组,typedef修饰符,int (*p)3(int); /错误，不能声明函数的数组 如何定义指向包含3个返回整数函数指针数组的指针？ typedef int (func_t)(int); /定义返回整型函数指针类型 typedef func_t *pfarr_t3; /定义包含3个函数指针数组类型 pfarr_t *p; /定义指向数组的指针,上机实验,1、指针应用 （1）用指针实现char* str_cpy(char *des, char *src)