C 指针算术

2025 年 3 月 28 日 | 阅读 6 分钟

我们可以对指针执行算术运算，如加法、减法等。但是，正如我们所知，指针包含地址，如果对指针执行的算术运算的另一个操作数是整数类型，那么结果也将是指针。在指针减指针的情况下，结果将是一个整数值。C 语言支持以下指针算术运算：

递增
递减
加法
减法
比较

C 语言中指针的递增

如果我们把一个指针加 1，指针将开始指向紧邻的下一个位置。这与一般的算术有些不同，因为指针的值将增加指针所指向的数据类型的大小。

我们可以通过使用指针的递增操作来遍历数组，该操作将继续指向数组的每个元素，对其执行一些操作，并在循环中更新自身。

指针递增的规则如下

其中 i 是指针增加的数值。

32 位

对于 32 位 int 变量，它将增加 2 个字节。

64 位

对于 64 位 int 变量，它将增加 4 个字节。

让我们看一个在 64 位架构上递增指针变量的示例。

示例

#include<stdio.h>
int main(){
int number=50;      
int *p;//pointer to int    
p=&number;//stores the address of number variable      
printf("Address of p variable is %u \n",p);      
p=p+1;      
printf("After increment: Address of p variable is %u \n",p); // in our case, p will get incremented by 4 bytes.    
return 0;
}  

编译并运行

输出

Address of p variable is 3214864300 
After increment: Address of p variable is 3214864304

使用指针遍历数组

示例

#include<stdio.h>
void main ()
{
	int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
	int *p = arr;
	int i;
	printf("printing array elements...\n");
	for(i = 0; i< 5; i++)
	{
		printf("%d  ",*(p+i));
	}
}

编译并运行

输出

printing array elements...
1  2  3  4  5

C 语言中指针的递减

与递增类似，我们可以递减指针变量。如果我们递减一个指针，它将开始指向前一个位置。指针递减的公式如下

32 位

对于 32 位 int 变量，它将减少 2 个字节。

64 位

对于 64 位 int 变量，它将减少 4 个字节。

让我们看一个在 64 位操作系统上递减指针变量的示例。

示例

#include <stdio.h>          
void main(){          
int number=50;      
int *p;//pointer to int    
p=&number;//stores the address of number variable      
printf("Address of p variable is %u \n",p);      
p=p-1;     
printf("After decrement: Address of p variable is %u \n",p); // P will now point to the immidiate previous location.       
}    

编译并运行

输出

Address of p variable is 3214864300 
After decrement: Address of p variable is 3214864296

C 指针加法

我们可以给指针变量加一个值。指针加值的公式如下

32 位

对于 32 位 int 变量，它将增加 2 * number。

64 位

对于 64 位 int 变量，它将增加 4 * number。

让我们看一个在 64 位架构上给指针变量加值的示例。

示例

#include<stdio.h>
int main(){
int number=50;      
int *p;//pointer to int    
p=&number;//stores the address of number variable      
printf("Address of p variable is %u \n",p);      
p=p+3;   //adding 3 to pointer variable  
printf("After adding 3: Address of p variable is %u \n",p);     
return 0;
}  

编译并运行

输出

Address of p variable is 3214864300 
After adding 3: Address of p variable is 3214864312

可以看到，p 的地址是 3214864300。但在 p 变量加上 3 之后，它变成了 3214864312，即增加了 4*3=12。由于我们使用的是 64 位架构，它增加了 12。但如果我们使用的是 32 位架构，它将只增加 6，即 2*3=6。因为在 32 位操作系统中，整型变量占用 2 字节内存。

C 指针减法

与指针加法类似，我们可以从指针变量中减去一个值。从指针中减去任何数字都会得到一个地址。从指针变量中减去值的公式如下

32 位

对于 32 位 int 变量，它将减去 2 * number。

64 位

对于 64 位 int 变量，它将减去 4 * number。

让我们看一个在 64 位架构上从指针变量中减去值的示例。

示例

#include<stdio.h>
int main(){
int number=50;      
int *p;//pointer to int    
p=&number;//stores the address of number variable      
printf("Address of p variable is %u \n",p);      
p=p-3; //subtracting 3 from pointer variable  
printf("After subtracting 3: Address of p variable is %u \n",p);      
return 0;
}  

编译并运行

输出

Address of p variable is 3214864300 
After subtracting 3: Address of p variable is 3214864288

您可以看到，在从指针变量中减去 3 之后，它比前一个地址值少了 12 (4*3)。

但是，除了减去一个数字，我们还可以用一个地址减去另一个地址（指针）。这将导致一个数字。这不是简单的算术运算，而是遵循以下规则。

如果两个指针是同一类型，

Address2 - Address1 = (Subtraction of two addresses)/size of data type which pointer points

考虑以下从一个指针减去另一个指针的示例。

示例

#include<stdio.h>
void main ()
{
	int i = 100; 
	int *p = &i;
	int *temp;
	temp = p; 
	p = p + 3;
	printf("Pointer Subtraction: %d - %d = %d",p, temp, p-temp);
}

编译并运行

输出

Pointer Subtraction: 1030585080 - 1030585068 = 3

非法指针算术

有各种不能对指针执行的操作。因为指针存储的是地址，所以我们必须忽略可能导致非法地址的操作，例如加法和乘法。以下是此类操作的列表：

地址 + 地址 = 非法
地址 * 地址 = 非法
地址 % 地址 = 非法
地址 / 地址 = 非法
地址 & 地址 = 非法
地址 ^ 地址 = 非法
地址 | 地址 = 非法
~地址 = 非法

C 语言中的函数指针

正如我们在上一章中所讨论的，指针可以指向 C 中的一个函数。但是，指针变量的声明必须与函数相同。考虑以下使指针指向函数的示例。

示例

#include<stdio.h>
int addition ();
int main ()
{
	int result; 
	int (*ptr)();
	ptr = &addition;
	result = (*ptr)();
	printf("The sum is %d",result);
}
int addition()
{
	int a, b; 
	printf("Enter two numbers?");
	scanf("%d %d",&a,&b);
	return a+b;
}

编译并运行

输出

Enter two numbers?10 15 
The sum is 25

C 语言中的函数指针数组

要理解函数指针数组的概念，我们必须理解函数数组。基本上，函数数组是一个包含函数地址的数组。换句话说，函数指针数组是指向包含函数指针的数组的指针。考虑以下示例。

示例

#include<stdio.h>
int show();
int showadd(int);
int (*arr[3])();
int (*(*ptr)[3])();

int main ()
{
    int result1;
	arr[0] = show;
	arr[1] = showadd;
	ptr = &arr;
	result1 = (**ptr)();
	printf("printing the value returned by show : %d",result1);
	(*(*ptr+1))(result1);
}
int show()
{
	int a = 65;
	return a++;
}
int showadd(int b)
{
    printf("\nAdding 90 to the value returned by show: %d",b+90);
}

编译并运行

输出

printing the value returned by show : 65 
Adding 90 to the value returned by show: 155

下一主题C 语言中的悬空指针

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C 语言中指针的递增

32 位

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