Android NDK开发之旅3--C语言--指针

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前言

学习 C 语言的指针既简单又有趣。通过指针,可以简化一些 C 编程任务的执行,还有一些任务,如动态内存分配,没有指针是无法执行的。所以,想要成为一名优秀的 C 程序员,学习指针是很有必要的。
正如您所知道的,每一个变量都有一个内存位置,每一个内存位置都定义了可使用连字号(&)运算符访问的地址,它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例,它将输出定义的变量地址:

示例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  var1;
   char var2[10];
 
   printf("var1 变量的地址: %p\n", &var1  );
   printf("var2 变量的地址: %p\n", &var2  );
 
   return 0;
}

结果输出:
var1 变量的地址: 0x7fff5cc109d4
var2 变量的地址: 0x7fff5cc109de

什么是指针?

指针是一个变量,其值为另一个变量的地址,即,内存位置的直接地址。就像其它变量或常量一样,您必须在使用指针存储其它变量地址之前,对其进行声明。指针变量声明的一般形式为:

type *var-name;

在这里,type 是指针的基类型,它必须是一个有效的 C 数据类型,var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是,在这个语句中,星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明:

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;     /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型,不管是整型、浮点型、字符型,还是其他的数据类型,都是一样的,都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是,指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

如何使用指针?

使用指针时会频繁进行以下几个操作:定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void main() {

    int  var = 20;   /* 实际变量的声明 */
    int  *ip;        /* 指针变量的声明 */
    ip = &var;  /* 在指针变量中存储 var 的地址 */

     /* 变量 var 的地址 */
     printf(" 变量 var 的地址: %p\n", &var);

     /* 在指针变量中存储的地址 */
     printf(" 在指针变量中存储的地址: %p\n", ip);

     /* 使用指针访问值 */
     printf(" 指针访问的变量值: %d\n", *ip);

     /*对ip存的地址指向的变量进行操作 */
     *ip = 66;
     printf(" 对ip存的地址指向的变量,即对var进行操作后的值: %d\n", var);

     system("pause");

}

结果输出:
变量 var 的地址: 004FFE3C
在指针变量中存储的地址: 004FFE3C
指针访问的变量值: 20
对ip存的地址指向的变量,即对var进行操作后的值: 66

C 中的 NULL 指针

在变量声明的时候,如果没有确切的地址可以赋值,为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。
NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序:

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   int  *ptr = NULL;
 
   printf("ptr 的值是 %p\n", ptr  );
 
   return 0;
}

结果输出:
ptr 的值是 00000000

在大多数的操作系统上,程序不允许访问地址为 0 的内存,因为该内存是操作系统保留的。然而,内存地址 0 有特别重要的意义,它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例,如果指针包含空值(零值),则假定它不指向任何东西。
如需检查一个空指针,您可以使用 if 语句,如下所示:

if(ptr)     /* 如果 p 非空,则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 p 为空,则完成 */

利于指针做简单的游戏外挂(DLL注入方式)

1.游戏程序和外挂程序

先写一个游戏.exe,运行,设定一个游戏时间。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <Windows.h>

void main(){
    //游戏时间
    int time = 600;

    //打印出time的地址
    printf("%#x\n",&time);

    while(time>0){
        time--;
        printf("游戏时间剩余%d秒\n",time);
        Sleep(1000);//#include <Windows.h>
    }
    system("pause");
}

再创建一个工程(注:生产dll 格式文件),作为外挂,去修改游戏的时间:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

__declspec(dllexport) void go(){
    //修改游戏时间
    int* p =(int*)0xdcf8a4;//注意:这个地址是游戏打印出来的
    *p = 99999;
}

注意:

  • 添加动态库DLL的输出声明:__declspec(dllexport)。
  • 要保证外挂程序的地址与游戏程序打印出来的地址一致。
  • 把项目的输出改为DLL,而不是EXE。(VS里面:解决方案--属性--常规)。
  • 通过DllInject.exe软件把DLL注入到游戏中,就可以发现游戏时间修改为99999了。

2.使用DllInject工具注入外挂程序

首先下载 DllInject.

(1)点击刷新出现,加载正在运行游戏程序
列出正在运行的进程
(2)选择目标游戏程序,点击注入按钮,然后注入外挂程序
注入外挂程序

3.注入结果

游戏程序正常运行
注入外挂程序

指针类型

指针有类型,地址没有类型
地址只是开始的位置,类型大小决定读取到什么位置结束

示例

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

void main() {

    int i = 89;
    int *p = &i; //声明int 类型的指针
    double j = 78.9;
    
    printf("int size:%d\n", sizeof(int));
    printf("double size:%d\n", sizeof(double));

    //打印相同类型变量的值
    printf("指针p指向地址 %#x, %d\n", p, *p);

    p = &j;
    printf("指针p指向地址 %#x, %lf\n", p, *p); //想通过4字节读取8字节变量的值,是不行的

    getchar();

}

结果输出:
int size:4
double size:8
指针p指向地址 0xb7f7dc,89
指针p指向地址 0xb7f7c0,0.000000

只有“int类型的指针”才能用来指向“int类型的值”;其他不同长度类型的指针不行。
指针是指向内存种的一块内存空间,而这块空间的大小要根据指针指向的数据的类型的长度来分配。
比如:int型需要4个字节的空间,double 需要8个字节的空间。
所以在定义指针的时候要指明指针的类型,这样程序才知道应该在内存中保留多大的空间给这个指针

多级指针(主要讨论二级)

多级指针的意义:

动态内存分配二维数组,操作数组的时候。
在jni.h中的struct JNIEnv结构体等有用到。

例子:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//多级指针(二级指针)
void main() {

    int a = -50;
    //p1上保存的是a的地址
    int*p1 = &a;

    //p2上保存的是p1的地址
    int** p2 = &p1;

    printf("p1:%#x,p2:%#x\n",p1,p2);

    printf("*p1:%d,**p2:%d\n", *p1, **p2);

    printf("%d\n", a);

    **p2 = 90;

    printf("*p1:%d,**p2:%d\n", *p1, **p2);

    printf(" a:%d\n", a);
    getchar();
}

结果输出:

p1:0xddfc50,p2:0xddfc44
*p1:-50,**p2:-50
-50
*p1:90,**p2:90
 a:90

指针运算(加减法)(与数组的操作相结合)

指针运算一般在数组的遍历才有意义,基于数组在内存中线性排列方式

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main() {
    int ids[] = { 78,90,23,65,19 };

    //数组的变量名:ids就是数组首地址 3种方式意义一样
    printf("%#x\n", ids);
    printf("%#x\n", &ids);
    printf("%#x\n", &ids[0]);

    //指针变量
    int *p = ids;
    printf("%#x\n", p);

    //p++向前移动sizeof(数据类型)个字节
    p++; 

    //指向数组的下一个元素地址 =  数组首地址值+4;
    printf("%#x\n", p);

    //指向数组的下一个元素
    printf("%d\n", *p);

    getchar();

}

结果输出:
0x11afc7c
0x11afc7c
0x11afc7c
0x11afc7c
0x11afc80
90

通过使用指针给数组赋值



void main() {

    int uids[5];
    /*高级写法
    int i = 0;
    for (; i < 5; i++) {
        uids[i] = i;
    }
*/
    //早些版本的写法
    int* p = uids;
    printf("%#x\n", p);
    int i = 0;

    //uids + 5 = uids的首地址值+5*4
    printf("%#x\n", uids + 5);

    for (; p < uids + 5; p++)
    {
        *p = i;
        i++;
    }

    printf("%d\n", uids[0]);
    printf("%d\n", uids[2]);
    getchar();
}

结果输出:
0xf3f888
0xf3f89c
0
2

函数指针(与Java中的回调类似)

函数指针的定义与基本使用

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<Windows.h>

void msg(char* msg,char* title) {
        //C语言里面字符串用char指针代替
    MessageBox(0, msg, title,0);

}

void main() {
    printf("%#x\n", msg);
    printf("%#x\n", &msg);

    //函数指针
    void(*fun_p)(char* msg, char* title) = msg;
    fun_p( "消息内容","标题");

    getchar();
}

结果输出:
0x41140
0x41140

同时弹出window系统提示框


window系统提示框

在函数指针中调用另一个函数

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int minus(int a, int b) {
    return a - b;
}

void msg(int(*function_p)(int a, int b), int a, int b) {
    //调用函数指针的函数
    int res = function_p(a, b);
    printf("%d\n", res);
}

void main() {
    msg(add, 1, 2);
    msg(minus, 1, 2);

    getchar();
}

结果输出:
3
-1
案例:用随机数生成一个数组,写一个函数查找最小的值,并返回最小数的地址,在主函数中打印出来
int* getMinPointer(int ids[], int len) {
    int i = 0;
    int* p = &ids[0];
    for (; i < len; i++) {
        if (ids[i] < *p) {
            p = &ids[i];
        }
    }
    return p;
}

void main() {
    int ids[10];
    int i = 0;
    //初始化随机数发生器,设置种子,种子不一样,随机数才不一样
    //当前时间作为种子 有符号 int -xx - > +xx
    srand((unsigned)time(NULL));
    for (; i < 10; i++) {
        //100范围内
        ids[i] = rand() % 100;
        printf("%d\n", ids[i]);
    }

    int* p = getMinPointer(ids, sizeof(ids) / sizeof(int));
    printf("%#x,%d\n", p, *p);
    getchar();
}


结果输出:
93
81
23
53
55
49
70
92
65
25
0x10ff8d4,23
注意:
  • 可以看到,msg函数调用的时候需要传一个函数指针,参数是两个整型,返回值是整型。msg函数的执行需要执行我们手动传入的代码(函数),从而实现了回调(注入代码)。
  • 函数指针的使用,Java中new 内部类,类似Java的回调(比回调更加强大)。
  • 函数指针,提高复用性,在C语音的回调机制里面非常重要。

特别感谢:
动脑学院Jason
小楠总






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