C语言指针超全面透析（原来你一直没有搞懂C语言指针是因为没有理解其中的规律）

谁践踏了优雅 2022-11-21 11:30 135阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  写在前面
     *  一、思考指针的基础
     *   *  1、指针的实质
         *  2、指针的层次
         *  3、指针的分类
         *  4、两个符号（&和\*）
     *  二、单指针（int \*p）
     *  三、指针数组（int \*p\[10\]）
     *  四、行指针（int (\*p)\[10\]）
     *  五、指针的指针（int \*\*p）
     *  六、指针函数（int \*fun( )）
     *  七、函数指针（int (\*p)( )）

## 写在前面 ##

指针是C/C++语言的特色之一，它允许程序员直接操纵内存。这一块内容也是比较抽象的，很多人尤其是编程小白，对C语言指针的理解都是模糊的，其实就是没有搞懂C语言指针的实质和规律。

本篇文章则是对六大类C语言指针的透析，把这六类C语言指针搞懂了基本上C语言指针就算过关了。很多有经验的编程大佬可能之前也没有这样对C语言指针进行这样规律的总结，这也算是从另外一个角度去思考C语言指针的方式。

## 一、思考指针的基础 ##

### 1、指针的实质 ###

指针就是指向一个地址的变量，一个指针只可以指向一个地址。很多地方可能会说成存放地址的变量，这就是理解方式的不同了，个人觉得“指针指向一个地址”好记一些。

### 2、指针的层次 ###

我曾经对C语言指针也是尤为模糊的，觉得自己挺懂的，但其实还是没有理解到实质，因此通过花了一整天静下来慢慢思考过后，发现原来自己是没有将层次分清楚。  
下图为我自己总结的C语言指针层次图：  
![01][]  
这个只是层次图，只是 为了明白指针其实分为了**定义和调用**两种使用指针的方法。

### 3、指针的分类 ###

这里就把指针的六大类分出来了，回想第二点，就可以知道每一类指针都定义和调用两种使用方法。  
![02][]  
上面这张图中，后面则为各类指针的定义方式。

### 4、两个符号（&和\*） ###

然后必须要区分并熟练理解清楚的是关于指针的两个符号的使用，即符号“&”和符号“\*”；  
**（1）符号“&”：取地址运算符**，该运算符就是用来取某个变量的地址，如果定义一个`int a=2;`那么`&a`就是取a的地址即2的地址。  
**（2）符号 “\*”：间接访问运算符**，这个符号用法就稍微复杂一点，主要可以分为以下三点，  
![03][]  
符号“\*”的用法中，第一个是比较好理解的，就是用于定义时用，没有别的特殊含义，就是说明在定义一个指针而不是一个普通的变量；  
第二个是最容易混淆的，其原因可能就是没有与第三个区分开来，记住了第三个用法`int (*p)[10];`是表示行指针的固定用法，那么其他的情况就都是用来访问指针所指向的内容的，这样就可以将符号 “\*” 的三种用法比较清晰得区分开了。

## 二、单指针（int \*p） ##

**1、指向单个变量的地址**  
前面说过了，指针就是指向一个地址的变量，因此可以定义普通变量a，然后将指针指向这个变量的地址：

int a = 520;
    	int *p;
    	p = &a;  //也可以写在一起：int *p=&a; 
    	printf("a的地址:%d, p的地址:%d\n", &a,p);
    	printf("p的值：%d\n", *p);

那么这个指针指向的地址就是变量a的地址了，因此可以打印，打印出两个地址就可以清楚看出来。其次，这个指针便可以访问到变量a中的值了。  
![04][]  
此时指针p指向的地址是a的地址，此时我们将p加1，则表示将p指向的地址加1，在后面加上以下代码：

p++;
    	printf("p的地址加一：%d", p);

![05][]  
但是结果并不是将地址号直接加1了，而是加4了。为何？原来我们定义的是int型变量，而一个int型变量占用的是4个地址空间大小，因此地址加1则是地址号上加4。

**2、指向一维数组的首地址（数值）**  
这一点需要强调的是，*指针指向的是某个数组的首地址，并不是指向某个数组！*  
这里的&a就是表示获取数组a 的首地址，这里p指向的是一维数组的首地址，因此我们可以通过增加地址号来改变指针所指向的地址，从而访问到数组中的其他元素。

int a[4] = { 1,3,5,7};
    	int *p = &a; 
    	printf("%d\n", a[1]);
    	printf("%d\n", *p);
    	p++;
    	printf("%d\n", *p);

![06][]

**3、指向字符串的首地址（字符）**  
这一点与第2点是一个道理的，就是指针指向了一个字符串的首地址，这里也可以看出，在C语言中，字符串也是一种特殊的一维数组，这个数组中的每个元素则是每个字符。

char a[4] = { 'L','O','V','E'};
    	char *p = &a; 
    	printf("%c\n", a[1]);
    	printf("%c\n", *p);
    	printf("%d\n",p);
    	for( ; *p; p++){ 
    		printf("%c", *p);
    	}

在这里，我们用指针p指向字符数组a的首地址（即字母L），因此我们输出\*p则是输出字母L；输出p，则是输出字符串a的首地址（即字母L的地址）。  
同第2点一样，可以通过改变地址好来改变指针p指向的字母，因此可以遍历整个字符串。  
![07][]

## 三、指针数组（int \*p\[10\]） ##

**1、基本概念**  
前面我们知道了指针可以指向某个地址，我们可以通过改变对指针的运算来指向其他的地址，然后我们是用间接访问运算符（\*）来获取指针指向的值。

接下来分析的是第二类指针，即指针数组，顾名思义，它表示的就是 **数组中的元素为指针变量，每个元素都可以指向一个地址（存储空间）。**  
例如，`int *p[10];`定义一个int类型的指针数组，则`p[0]` 则表示第一个指针所指向的地址空间，相当于二维数组中的`a[0][0]`， 这一点非常重要，没有理解清楚就很容易与行指针混淆。

**2、指向字符串**  
因为指针数组中的每个元素都为一个指针，都可以指向不同的地址（存储空间），因此它可以指向不同大小的存储空间，例如指向不同长度的字符串。

char *p1[3];
    	p1[0] = "Monday";
    	p1[1] = "Tuesday";
    	p1[2] = "Wednesday";
    	printf("p1的首地址：%d\n",p1);  //也就是p1[0]，即p1的值，是p1的首地址 
    	printf("p1[0]中M的地址：%d\n",*p1);  //也就是p1[0]的值，是字符串Monday的首地址 
    	printf("p1[0]中M的地址：%d\n",p1[0]);
    	printf("p1[0]中M的值：%c\n",**p1);  //也就是*p1[0]的值 
    	printf("p1[0]中M的值：%c\n",*p1[0]);
    	puts(p1[0]);  //puts可以用来输出字符串

![08][]  
从这里也可以看出来，说字符数组指向一个字符串是不严谨的，实际上是字符数组中的元素（一个个指针）指向一个个字符串的首地址了，因此一个指针数组相当于是一个二维数组。

**3、指向二维数组**  
理解了指向字符串，再来理解指向二维数组就容易得多了，因为字符串就相当于是一个一维数组，上面说指针数组指向字符串，实际上是指针数组中的元素（指针）指向了字符串的首地址；

那么这里的指针数组指向二维数组，则是指针数组中的元素（指针）指向了一维数组的首地址。

int a1[][3] = { { 1,3,5}, { 7,9,11}};
    	printf("a1的首地址：%d，a1[0]的地址：%d\n",a1,a1[0]);
    	int *p1[3];
    	p1[0] = a1[0];
    	p1[1] = &a1[0][0];
    	printf("p1的首地址：%d，*p1的首地址：%d\n",p1,*p1);  //就是p1[0]这个指针的地址；则是p1[0]这个指针指向的地址即a1[0][0]的地址 
    	printf("p1[0]的地址：%d，p1[1]的地址：%d\n",p1[0],p1[1]);  //两个都是a1[0][0]的地址 
    	printf("p1[0]的值：%d，p1[1]的值：%d\n",*p1[0],*p1[1]);  //两个都是a1[0][0]的值 
    	printf("p1[0]+2的地址：%d，a1[0][2]的地址：%d\n",p1[0]+2,&a1[0][2]);  //改变指针指向后的地址 
    	printf("p1[0]+2的值：%d，a1[0][2]的值：%d",*(p1[0]+2),a1[0][2]);  //改变指针指向后的值

这里面的各种地址变换特别多，这也就是指针的难点所在，但其实也仅仅只是二维数组的变换而已，仔细思考不走神，还是很快就能懂的。

## 四、行指针（int (\*p)\[10\]） ##

**1、引入行指针**  
行指针是与指针数组最接近的一类指针，也是指针的一大难点，同样也是指向二维数组的首地址。

行指针中前面的`（*p）`是它的特色，与行指针类似，后面中括号中的数表示的是二维数组的第二维（列）的大小，与`a[][10]`对应。这也说明为什么定义二维数组时可以省略第一维的大下，而必须指定第二维大小的原因。

按照文章第一大点的四个技术来思考，能够理解这两行，那么行指针就理解得差不多了。

printf("a2[0][0]的地址：%d,%d,%d,%d\n",(*p2),&(*p2)[0],&(*(p2[0]+0)),&a2[0][0]); 
    printf("a2[0][0]的值：%d,%d,%d,%d\n",*(*p2),(*p2)[0],(*(p2[0]+0)),a2[0][0]);

**2、完整代码**

int a2[][3] = { { 2,4,6}, { 8,10,12}};
    	printf("a2的首地址：%d，a2[0]的地址：%d\n",a2,a2[0]);
    	int (*p2)[3] = &a2;  //在指针数组中这样则会报错，而在行指针中则是正确的
    	printf("a2[0][0]的地址：%d,%d,%d,%d\n",(*p2),&(*p2)[0],&(*(p2[0]+0)),&a2[0][0]); 
    	printf("a2[0][0]的值：%d,%d,%d,%d\n",*(*p2),(*p2)[0],(*(p2[0]+0)),a2[0][0]); 
    	//表示a2中的12最常用的两个方法：
    	printf("%d,%d",*(p2[1]+2),a2[1][2]);

![09][]

## 五、指针的指针（int \*\*p） ##

在计算机中，任何数据都是要占用内容的，因此指针也不例外，指针本身也需要占用内存空间，即某个指针也有其地址。如果用一个指针来指向这个指针的地址，则使用的这个指针为二级指针，也就是指针的指针，指向指针的地址。

int a[][3] = { { 1,2,3}, { 4,5,6}};
    	int *p1, **p2;
    	p1 = &a[0][2];
    	p2 = &p1;  //*p2 = &a[0][2];是不合法的 
    	printf("p1的地址：%d，p2的地址：%d\n",p1,p2);
    	printf("p1的值：%d，p2的值：%d\n",*p1,*p2);
    	printf("用p2引用p1指向的值：%d\n",**p2);

如上代码所示，p1指针是一级指针，指向的是二维数组a的首地址（1的地址）；

而p2是二级指针，指向的是p1的地址

再往下溯源，就可以通过p2这个二级指针引用到p1地址指向的值。  
![10][]

## 六、指针函数（int \*fun( )） ##

函数除了可以返回整型、浮点型、字符型数据之外，还可以返回一个指针，也就是返回一个地址。  
这样的函数，就是一个指针函数。从字面上也可以看出，它其实就是一个函数，因此也叫做返回指针的函数。

int x=2, y=3;
    	int f1(int a,int b){   //普通函数 
    		if(a>b){ 
    			return a;
    		}
    		else
    			return b;
    	} 
    	printf("大数为：%d\n",f1(x,y));  //返回指针的函数 
    	int *f2(int *p1, int *p2){ 
    		if(*p1 > *p2){ 
    			return p1;
    		}
    		else
    			return p2;
    	}
    	printf("大数第地址为：%d\n",f2(&x,&y));
    	printf("大数为：%d\n",*f2(&x,&y));

如上代码，这样定义的函数（返回指针的函数）返回的就是一个地址，我们可以引用这个地址，也可以使用\*号来引用这个地址指向的值。  
![11][]

## 七、函数指针（int (\*p)( )） ##

我们都知道指针是用来存放地址的，函数编译后，其指令也会占用内存空间。因此，我们可以定义指针来存放函数的地址。

C语言规定，函数的名字就是函数的首地址，也就是一个地址值，即函数的入口地址。

而函数指针本质就是一个指针，这种指针可以直接被一个函数地址所赋值，赋值过后，这个函数指针就代表了这个函数，可以通过这个函数指针进行调用函数。

int x=2, y=3;
    	int max(int a, int b){ 
    		return (a>b?a:b);
    	}
    	int min(int a, int b){ 
    		return (a<b?a:b);
    	}
    	int (*p)(int, int);
    	p = max;
    	printf("最大值为：%d\n",p(x,y));
    	p = min;
    	printf("最小值为：%d",p(x,y));

在以上代码中，我们定义的函数指针p代替了函数max和函数min，然后通过调用函数指针传入参数，就将函数调用了，在作用效果上与直接调用函数完全一样。

*好了，以上就是C语言中所有的指针用法，都是按照规律来总结的。其实也有点不严谨，主要是为了让大家理解指针的概念，能够通过规律记住指针的各种用法，希望我们的C语言都能越学越好，越学越开心！*

[01]: /images/20221120/2d2c87ef24fe420091c6a20ab7312e6c.png
[02]: /images/20221120/0e72e15e51c245018b578743c1c9005c.png
[03]: /images/20221120/4c90b5fa3e39404db246130e1ee189b0.png
[04]: /images/20221120/7fa8171b1bcf4461aba82fc6e2bf74ff.png
[05]: /images/20221120/7aec6ddb66ca45948c45d3202a2ddd93.png
[06]: /images/20221120/5ae37a3f511140d38dab5050afc4efb2.png
[07]: /images/20221120/a97bad98d429415fa4c1cbe753c9d503.png
[08]: /images/20221120/3f93e93bf3cf49cbb01e9b879cd1218b.png
[09]: /images/20221120/d882548531214c009ac20171ed96070a.png
[10]: /images/20221120/d1de6b8a28de4084ba452fd477af90d2.png
[11]: /images/20221120/490b905e6a0d4f8dbf9a39abd73bf616.png