全面掌握C语言之指针，需学会这3个关键点

上山打老虎

前言上一章节给大家介绍了C语言数组，对于数组不是很了解的可以回顾学习下。本章节主要是给大家介绍C语言难点之指针。

什么是指针C语言里，变量存放在内存中，而内存其实就是一组有序字节组成的数组，每个字节有唯一的内存地址。CPU 通过内存寻址对存储在内存中的某个指定数据对象的地址进行定位。这里，数据对象是指存储在内存中的一个指定数据类型的数值或字符串，它们都有一个自己的地址，而指针便是保存这个地址的变量。也就是说：指针是一种保存变量地址的变量。
前面已经提到内存其实就是一组有序字节组成的数组，数组中，每个字节大大小固定，都是 8bit。对这些连续的字节从 0 开始进行编号，每个字节都有唯一的一个编号，这个编号就是内存地址。示意如下图：

这是一个 4GB 的内存，可以存放 2^32 个字节的数据。左侧的连续的十六进制编号就是内存地址，每个内存地址对应一个字节的内存空间。而指针变量保存的就是这个编号，也即内存地址。

为什么使用指针在C语言中，指针的使用非常广泛，因为使用指针往往可以生成更高效、更紧凑的代码。总的来说，使用指针有如下好处：

指针的使用使得不同区域的代码可以轻易
的共享内存数据，这样可以使程序更为快速高效；
C语言中一些复杂的数据结构往往需要使用指针来构建，如链表、二叉树等；
C语言是传值调用，而有些操作传值调用是无法完成的，如通过被调函数修改调用函数的对象，但是这种操作可以由指针来完成，而且并不违背传值调用。

如何声明指针变量基本语法:

类型变量名
0 1指针的类型
从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型：

int*ptr;//指针的类型是int*
char*ptr;//指针的类型是char*
int**ptr;//指针的类型是int**
int(*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3]
int*(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]

怎么样？找出指针的类型的方法是不是很简单？

0 2指针所指向的类型
当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉，剩下的就是指针所指向的类型。例如：

int*ptr; //指针所指向的类型是int
char*ptr; //指针所指向的类型是char
int**ptr; //指针所指向的类型是int*
int(*ptr)[3]; //指针所指向的类型是int()[3]
int*(*ptr)[4];//指针所指向的类型是int*()[4]

指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你对C 越来越熟悉时，你会发现，把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念，是精通指针的关键点之一。并且在指针的运算中，这两种类型的保持一致尤为重要。
以后，每遇到一个指针，都应该问问：这个指针的类型是什么？指针指的类型是什么？该指针指向了哪里？

指针运算C 指针的算术运算只限于两种形式：

指针+n 或者指针-n

可以对指针变量 p 进行 p++、p--、p + i 等操作，所得结果也是一个指针，只是指针所指向的内存地址相比于 p 所指的内存地址前进或者后退了 i 个操作数。用一张图来说明一下：

在上图中，10000000等是内存地址的十六进制表示（数值是假定的），p 是一个 int 类型的指针，指向内存地址 0x10000008 处。则 p++ 将指向与 p 相邻的下一个内存地址，由于 int 型数据占 4 个字节，因此 p++ 所指的内存地址为 1000000b。其余类推。不过要注意的是，这种运算并不会改变指针变量 p 自身的地址，只是改变了它所指向的地址。举个例子：

指针 - 指针

只有当两个指针都指向同一个数组中的元素时，才允许从一个指针减去另一个指针。两个指针相减的结果的类型是 ptrdiff_t，它是一种有符号整数类型。减法运算的值是两个指针在内存中的距离（以数组元素的长度为单位，而不是以字节为单位），因为减法运算的结果将除以数组元素类型的长度。举个例子：

               其他内容
1                                        NULL指针NULL 指针是一个特殊的指针变量，表示不指向任何东西。可以通过给一个指针赋一个零值来生成一个 NULL 指针。在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是为操作系统保留的。但是，内存地址 0 有一个特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。
2                                        void*类型指针void*类型指针也称之为万能指针，可以指向任何类型的数据的地址，但是再使用前必须强制类型转换！！切记，如下测试代码:

3                                        指针与数组在C语言中，指针与数组之间的关系十分密切。实际上，许多可以用数组完成的工作都可以使用指针来完成。一般来说，用指针编写的程序比用数组编写的程序执行速度快，但另一方面，用指针实现的程序理解起来稍微困难一些。
            指针数组指针是一个变量，而数组是用于存储变量的容器，因此，指针也可以像其他变量一样存储在数组中，也就是指针数组。指针数组是一个数组，数组中的每一个元素都是指针。声明一个指针数组的方法如下：
int *p[10]; // 声明一个指针数组，该数组有10个元素，其中每个元素都是一个指向int类型的指针
在上述声明中，由于 [] 的优先级比 * 高，故 p 先与 [] 结合，成为一个数组 p[]；再由 int * 指明这是一个 int 类型的指针数组，数组中的元素都是 int 类型的指针。数组的第 i 个元素是 *p，而 p 是一个指针。由于指针数组中存放着多个指针，操作灵活，在一些需要操作大量数据的程序中使用，可以使程序更灵活快速。
            数组指针数组指针是一个指针，它指向一个数组。声明一个数组指针的方法如下：
int (*p)[10]; // 声明一个数组指针 p ，该指针指向一个数组。由于 () 的优先级最高，所以 p 是一个指针，指向一个 int 类型的一维数组，这个一维数组的长度是 10，这也是指针 p 的步长。也就是说，执行 p+1 时，p 要跨过 n 个 int 型数据的长度。数组指针与二维数组联系密切，可以用数组指针来指向一个二维数组。

4                                        指针与函数C语言的所有参数均是以“传值调用”的方式进行传递的，这意味着函数将获得参数值的一份拷贝。这样，函数可以放心修改这个拷贝值，而不必担心会修改调用程序实际传递给它的参数。
            指针作为函数的参数传值调用的好处是是被调函数不会改变调用函数传过来的值，可以放心修改。但是有时候需要被调函数回传一个值给调用函数，这样的话，传值调用就无法做到。为了解决这个问题，可以使用传指针调用。指针参数使得被调函数能够访问和修改主调函数中对象的值。

            函数指针：指向函数的指针在C语言中，函数本身不是变量，但是可以定义指向函数的指针，也称作函数指针，函数指针指向函数的入口地址。这种类型的指针可以被赋值、存放在数组中、传递给函数以及作为函数的返回值等等。声明一个函数指针的方法如下：
返回值类型（* 指针变量名）（[形参列表]）; int (*pointer)(int *,int *); // 声明一个函数指针
上述代码声明了一个函数指针 pointer ，该指针指向一个函数，函数具有两个 int * 类型的参数，且返回值类型为 int。

               尾言作业：解析：void(*pFunc)(int(*)(int,int),int,int);
指针的动态内存申请与结构体指针在后续篇章中给大家做解析。

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