# Pointer basic

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# 前置作業
確認電腦中有安裝`git`和`gdb`
如果有缺請用`sudo apt-get install` 安裝

並執行以下指令：

git clone https://github.com/HMKRL/lion-pointer.git
cd lion-pointer/

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# gdb
## (GNU Debugger)

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安裝

啟動

### 使用時編譯參數需加上 `-g`

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## 基本指令
|指令 |用途 |簡寫用法|
|:--:|:--:|:--:|
|`file <執行檔名稱>` |讀入執行檔|
|`run`|程式開始執行|`r`|
|`list`/`list 行數`|顯示程式碼|`l`|
|`break`|設定中斷點|`b`|
|`continue`|程式繼續|`c`|
|`print 變數名稱`|印出變數內容|`p`|
|`quit`|離開|`q`|
|`whatis`|顯示type|

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# GDB Practice
請使用gdb 對bug.c進行除錯

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# Call by value

在C語言中，函式呼叫時會把變數複製一份傳入

因此傳入的只有變數的"__數值__"！

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# 變數儲存


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`int var = 39;`

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# 變數型態-指標

指標並不是什麼神祕的東西
它和`int`或`char`一樣都是一種變數型態

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## 宣告方式

### `type * 變數名稱`


此處的星號代表『指標型態』
前面的type則是『指標指向的type』

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## Practice


p b c d 分別是什麼type?

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## 使用whatis

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# 指標用運算子

## `* (value of)`
## `& (address of)`

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## 指標變數賦值

#### `int *ptr = &var`
#### `ptr = &var`
#### `ptrA = ptrB`

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# practice

#### 宣告一個`int`變數 `a = 3`
#### 和一個指標變數 `ptr` 指向 `a`
#### 用 gdb 觀察`ptr`的值

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## `int var = 39`

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## `int *ptr = &var`

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## `*ptr = 8763`

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## `int *ptr2 = ptr`

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# `*ptr2 = ?`

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## practice

修改swap.c到正常運作
正常輸出：

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## 為何要知道指標指向的type?

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`int pi = 31415926`

`float f = 2.813587e-09`

`short s = 12609`

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## `&pi = ?`
## `&f = ?`
## `&s = ?`

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## 全部都是 `0xc8763`！！

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#### 如果不知道指標所指向的記憶體存了什麼type
#### 就沒辦法正確解讀記憶體內容


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## 知道type後除了可以解讀
## 還有什麼作用？

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## 指標加減運算

#### 編譯pointer_add.c，用GDB印出
#### (1)`intptr`, `intptr + 1`
#### (2)`charptr`, `charptr + 1`

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## 對指標來說，加法/減法的意義是移動本身type的大小！

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## Practice

宣告一個`char`陣列

使用gdb觀察 `ch`、`ch[0]`到`ch[3]`的記憶體位址

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## 有何發現？

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## 在C語言中 陣列就是連續的記憶體位置！


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## Practice

修改pointer_array.c

不使用[]印出陣列內容

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## 由此可知
## `arr[3]` 和 `*(arr + 3)`
## 是一樣的！

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## 所以陣列就是指標...嗎？

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### 很明顯不一樣...

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# 可是到底哪裡不一樣？

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## 陣列會包含尺寸資訊

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### 陣列和指標在以下情況可以通用：
* 不用於宣告時

int a[10];
int *ptr = a

* 用`[]`取內容時

`a[3] 和 *(a + 3)同義

* 傳入function時

void function_name(char *arr)

void function_name(char arr[])

#### 相同

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## Quiz
#### 如何在function中知道array有幾個元素

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## Ans
#### 沒辦法 ; _ ;

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### 剛剛提過，傳入function時array和指標相等
編譯器只會把array的開頭指標傳進function
如果要知道array大小，只能自己傳進去~
這個情況稱作 __退化__ __(Pointer decay__

void function_name(char *arr, int size)

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## Practice:
寫一個印出array所有元素的function，陣列大小需用傳入的

void print(/*the parameter you need*/)
{
	int i;
	for(i = 0;i < array_size;i++) {
		/* code for print array*/
	}
}

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## NULL Pointer

`int *ptr = NULL`

NULL用來代表『這個指標沒有指向特定變數』
所以也不能做*ptr

用途：之後做linked-list時判斷用

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## 指標強制轉型
前面提過， 知道指標型態才能正確解讀記憶體內容

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### 我們也可以利用強制轉型(casting)操作指標
### 做一些原本不能做的事
#### (例如對float做>>)

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以`int`形式讀取一個`float`變數

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## Practice
印出浮點數的bit pattern(使用pointer casting)

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## 指標應用?

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`char`的陣列其實就是字串！
但最後會有一個字元`'\0'`代表結束

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|0|1|2|3|4|
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|`C`|`S`|`I`|`E`|`\0`|

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## Practice

寫一個function `string_length`
計算argv[0]的長度

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const pointer

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{

	int a = 3, b = 2;

	int *ptr1=&a; //ptr 和 *ptr都可以改
	const int *ptr2 = &a; //ptr2可以改, *ptr2不能改
	int * const ptr3 = &a; //ptr3不能改, *ptr3可以改
	const int * const ptr4 = &a; //都不能改

	return 0;
}