指针 | Linux工坊

指针重要吗

指针在C语言中占据着重要的地位，指针有效的取代了在低端语言（如汇编语言与机器代码）直接使用内存地址。指针又比较贴近硬件，编译器能够很容易的将指针翻译为机器代码，这使指针操作时的计算机负担较少，同时简化一些C语言编程任务，能够提高程序的运作速度。

正是由于比较贴近硬件，并且指针可以与C语言中的其他数据结构（如数组、链表、结构体、函数）进行结合，可以说是贯穿了整本C语言。使得对于初学计算机编程的人理解起来有些难度。本文将结合图像和示例对指针的知识进行整理汇总，记录指针的学习过程，让指针也变得简单起来。

指针的定义

指针（英语：Pointer）在百科中给出的定义是编程语言中的一类数据类型及其对象或变量，用来表示或存储一个存储器地址，这个地址的值直接指向（points to）存在该地址的对象的值。

从这个定义中可以得到以下信息，首先指针也是一种数据类型，就像我们前面学到的int,char,float,double等基础数据类型。同样的指针也可以像其他基础数据类型一样定义变量，不同的地方在于指针变量中保存的是一个存储器的地址。

（补充：程序中所有的数据都是存储在内存中的，内存被分成一个个的内存单元，每个内存单元又有一个地址。系统内存就像是带有门牌号的小房间，如果要使用某个房间，就需要得到房间的门牌号。而指针变量存储的就是门牌号，即也就是存储器地址）。

指针定义变量的方式如下：

int *a,b=5;
char *c,d='m';
float *f,g=6.0;
a = &b;
c = &d;
f = &g;

int *为整型指针数据类型，定义了一个存储整型变量存储地址的指针变量a
char *为字符型指针数据类型，定义了一个存储字符型变量存储地址的变量c
float *为单精度浮点型指针数据类型，定义了一个存储浮点型变量存储地址的变量f

指针变量的赋值

两个指针运算符：

地址运算符&
取内存中变量的地址，例如&b,值为整型变量b的内存地址。
取值运算符* 获取指针变量所指向变量的值，例如a,值为5。（注意与int *中的\相区别）

a = &b;代表取出整型变量b的地址赋值给a，图中简单表示为2000赋值给a,即a指向变量b,a中存储了变量b的内存地址2000。指针变量c和f的赋值也一样如图所示。

这里要区分两个容易混淆的概念：

指针的类型
指针的类型是指针变量本身的类型，指针变量在内存中占据4个字节，存储32位的内存地址码。

指针变量a的类型为int *
指针变量c的类型为char *
指针变量f的类型为float *

指针指向的类型
指向的类型是当前指针存储的内存地址中所存储变量的类型。

a指向的类型为int
c指向的类型为char
f指向的类型为float

指针与一维数组

我们都知道数组名是代表数组首元素地址的符号常量，而指针变量又可以存储地址，所以数组不仅可以通过数组名+下标的方式访问，也可以通过指向它的指针变量来访问。

指向数组的指针变量

我们前面定义的指针变量都是指向一个基础数据类型的变量，指向数组的指针变量定义方式也类似。

1 2	int c[5]; int *p = c;

表达式(p+1)或(c+1)都代表数组元素c[1]，其中p+1和c+1都代表c[1]的地址&c[1]。
数组名称c为常量，故任何对数组名称赋值的操作都是错误的。
C语言不会对地址操作做越界检查，故数组越界不会报错，这也是程序容易出错的地方。

1 2	int (p)[5]; int p[5];

上面第一个定义方式为，首先计算()，*p代表p是一个指针变量，然后是[5],代表p指向一个大小为5的数组，最后int，代表p指向的是一个存储整型变量的数组。即定义数组指针p，指向一个存储5个整型元素的数组。
[5]的优先级要高于*，故p首先是一个大小为5的数组，其存储的数据类型为指针变量，而指针指向的数据类型为整型int。

指针与二维数组

定义二维整型数组如下

1	int a[3][3] = {{14,16,19},{22,55,88},{33,54,32}};

二维数组a的元素是按行进行存储的，可以将a数组的3行看成3个分数组：a[0],a[1],a[2]。每个分数组是含3个列元素的一维数组。
如下图所示：

数组名a是指向0号分数组的指针常量，值为2000，同样不能够给a赋值。a+0，a+1，a+2则分别表示0号分数组，1号分数组，2号分数组，对应存储器地址值为2000，2004，2008。
其中a[0],a[1],a[2]为三个一维分数组的数组名称，这三个数组名存储的地址又分别指向a[0][0],a[1][0],a[2][0]，对应的数值为3000，3006，3012。
a[0]+1和a[0]+2则是分别指向a[0][1],a[0][2]的指针常量,对应的地址值为3002，3004。

虽然a与a[0]的地址都是2000，但是并不等价，a的基类型字节数为4，a[0]为2，也可以从a+1与a[0]+1的不同结果看出。
以下是二维数组不同表示形式的含义与内容：