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ID：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大

整理：李肖遙

說到指針，估計(jì)還是有很多小伙伴都還是云里霧里的，有點(diǎn)“知其然，而不知其所以然”。但是，不得不說，學(xué)了指針，C語言才能算是入門了。指針是C語言的「精華」，可以說，對(duì)對(duì)指針的掌握程度，「直接決定」了你C語言的編程能力。

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在講指針之前，我們先來了解下變量在「內(nèi)存」中是如何存放的。

在程序中定義一個(gè)變量，那么在程序編譯的過程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)你定義變量的類型來分配「相應(yīng)尺寸」的內(nèi)存空間。那么如果要使用這個(gè)變量，只需要用變量名去訪問即可。

通過變量名來訪問變量，是一種「相對(duì)安全」的方式。因?yàn)橹挥心愣x了它，你才能夠訪問相應(yīng)的變量。這就是對(duì)內(nèi)存的基本認(rèn)知。但是，如果光知道這一點(diǎn)的話，其實(shí)你還是不知道內(nèi)存是如何存放變量的，因?yàn)榈讓邮侨绾喂ぷ鞯?#xff0c;你依舊不清楚。

那么如果要繼續(xù)深究的話，你就需要把變量在內(nèi)存中真正的樣子是什么搞清楚。內(nèi)存的最小索引單元是1字節(jié)，那么你其實(shí)可以把內(nèi)存比作一個(gè)超級(jí)大的「字符型數(shù)組」。在上一節(jié)我們講過，數(shù)組是有下標(biāo)的，我們是通過數(shù)組名和下標(biāo)來訪問數(shù)組中的元素。那么內(nèi)存也是一樣，只不過我們給它起了個(gè)新名字：地址。每個(gè)地址可以存放「1字節(jié)」的數(shù)據(jù)，所以如果我們需要定義一個(gè)整型變量，就需要占據(jù)4個(gè)內(nèi)存單元。

那么，看到這里你可能就明白了：其實(shí)在程序運(yùn)行的過程中，完全不需要變量名的參與。變量名只是方便我們進(jìn)行代碼的編寫和閱讀，只有程序員和編譯器知道這個(gè)東西的存在。而編譯器還知道具體的變量名對(duì)應(yīng)的「內(nèi)存地址」，這個(gè)是我們不知道的，因此編譯器就像一個(gè)橋梁。當(dāng)讀取某一個(gè)變量的時(shí)候，編譯器就會(huì)找到變量名所對(duì)應(yīng)的地址，讀取對(duì)應(yīng)的值。

初識(shí)指針和指針變量

那么我們現(xiàn)在就來切入正題，指針是個(gè)什么東西呢？

所謂指針，就是內(nèi)存地址（下文簡(jiǎn)稱地址）。C語言中設(shè)立了專門的「指針變量」來存儲(chǔ)指針，和「普通變量」不一樣的是，指針變量存儲(chǔ)的是「地址」。

定義指針

指針變量也有類型，實(shí)際上取決于地址指向的值的類型。那么如何定義指針變量呢：

很簡(jiǎn)單：類型名* 指針變量名

char*?pa;//定義一個(gè)字符變量的指針，名稱為pa int*?pb;//定義一個(gè)整型變量的指針，名稱為pb float*?pc;//定義一個(gè)浮點(diǎn)型變量的指針，名稱為pc

注意，指針變量一定要和指向的變量的類型一樣，不然類型不同可能在內(nèi)存中所占的位置不同，如果定義錯(cuò)了就可能導(dǎo)致出錯(cuò)。

取地址運(yùn)算符和取值運(yùn)算符

獲取某個(gè)變量的地址，使用取地址運(yùn)算符&，如：

char*?pa?=?&a; int*?pb?=?&f;

如果反過來，你要訪問指針變量指向的數(shù)據(jù)，那么你就要使用取值運(yùn)算符*，如：

printf("%c,?%d\n",?*pa,?*pb);

這里你可能發(fā)現(xiàn)，定義指針的時(shí)候也使用了*，這里屬于符號(hào)的「重用」，也就是說這種符號(hào)在不同的地方就有不同的用意：在定義的時(shí)候表示「定義一個(gè)指針變量」，在其他的時(shí)候則用來「獲取指針變量指向的變量的值」。

直接通過變量名來訪問變量的值稱之為直接訪問，通過指針這樣的形式訪問稱之為間接訪問，因此取值運(yùn)算符有時(shí)候也成為「間接運(yùn)算符」。

比如：

//Example?01 //代碼來源于網(wǎng)絡(luò)，非個(gè)人原創(chuàng) #include?<stdio.h> int?main(void) {char?a?=?'f';int?f?=?123;char*?pa?=?&a;int*?pf?=?&f;printf("a?=?%c\n",?*pa);printf("f?=?%d\n",?*pf);*pa?=?'c';*pf?+=?1;printf("now,?a?=?%c\n",?*pa);printf("now,?f?=?%d\n",?*pf);printf("sizeof?pa?=?%d\n",?sizeof(pa));printf("sizeof?pf?=?%d\n",?sizeof(pf));printf("the?addr?of?a?is:?%p\n",?pa);printf("the?addr?of?f?is:?%p\n",?pf);return?0; }

程序?qū)崿F(xiàn)如下：

//Consequence 01 a = f f = 123 now, a = c now, f = 124 sizeof pa = 4 sizeof pf = 4 the addr of a is: 00EFF97F the addr of f is: 00EFF970

避免訪問未初始化的指針

void?f() {int*?a;*a?=?10; }

像這樣的代碼是十分危險(xiǎn)的。因?yàn)橹羔榓到底指向哪里，我們不知道。就和訪問未初始化的普通變量一樣，會(huì)返回一個(gè)「隨機(jī)值」。但是如果是在指針里面，那么就有可能覆蓋到「其他的內(nèi)存區(qū)域」，甚至可能是系統(tǒng)正在使用的「關(guān)鍵區(qū)域」，十分危險(xiǎn)。不過這種情況，系統(tǒng)一般會(huì)駁回程序的運(yùn)行，此時(shí)程序會(huì)被「中止」并「報(bào)錯(cuò)」。要是萬一中獎(jiǎng)的話，覆蓋到一個(gè)合法的地址，那么接下來的賦值就會(huì)導(dǎo)致一些有用的數(shù)據(jù)被「莫名其妙地修改」，這樣的bug是十分不好排查的，因此使用指針的時(shí)候一定要注意初始化。

指針和數(shù)組

有些讀者可能會(huì)有些奇怪，指針和數(shù)組又有什么關(guān)系？這倆貨明明八竿子打不著井水不犯河水。別著急，接著往下看，你的觀點(diǎn)有可能會(huì)改變。

數(shù)組的地址

我們剛剛說了，指針實(shí)際上就是變量在「內(nèi)存中的地址」，那么如果有細(xì)心的小伙伴就可能會(huì)想到，像數(shù)組這樣的一大摞變量的集合，它的地址是啥呢？

我們知道，從標(biāo)準(zhǔn)輸入流中讀取一個(gè)值到變量中，用的是scanf函數(shù)，一般貌似在后面都要加上&，這個(gè)其實(shí)就是我們剛剛說的「取地址運(yùn)算符」。如果你存儲(chǔ)的位置是指針變量的話，那就不需要。

//Example?02 int?main(void) {int?a;int*?p?=?&a;printf("請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)：");scanf("%d",?&a);//此處需要&printf("a?=?%d\n",?a);printf("請(qǐng)?jiān)佥斎胍粋€(gè)整數(shù)：");scanf("%d",?p);//此處不需要&printf("a?=?%d\n",?a);return?0; }

程序運(yùn)行如下：

//Consequence 02 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)：1 a = 1 請(qǐng)?jiān)佥斎胍粋€(gè)整數(shù)：2 a = 2

在普通變量讀取的時(shí)候，程序需要知道這個(gè)變量在內(nèi)存中的地址，因此需要&來取地址完成這個(gè)任務(wù)。而對(duì)于指針變量來說，本身就是「另外一個(gè)」普通變量的「地址信息」，因此直接給出指針的值就可以了。

試想一下，我們?cè)谑褂胹canf函數(shù)的時(shí)候，是不是也有不需要使用&的時(shí)候？就是在讀取「字符串」的時(shí)候：

//Example?03 #include?<stdio.h> int?main(void) {char?url[100];url[99]?=?'\0';printf("請(qǐng)輸入TechZone的域名：");scanf("%s",?url);//此處也不用&printf("你輸入的域名是：%s\n",?url);return?0; }

程序執(zhí)行如下：

//Consequence 03 請(qǐng)輸入TechZone的域名：www.techzone.ltd 你輸入的域名是：www.techzone.ltd

因此很好推理：數(shù)組名其實(shí)就是一個(gè)「地址信息」，實(shí)際上就是數(shù)組「第一個(gè)元素的地址」。咱們?cè)囋嚢训谝粋€(gè)元素的地址和數(shù)組的地址做個(gè)對(duì)比就知道了：

//Example?03?V2 #include?<stdio.h> int?main(void) {char?url[100];printf("請(qǐng)輸入TechZone的域名：");url[99]?=?'\0';scanf("%s",?url);printf("你輸入的域名是：%s\n",?url);printf("url的地址為：%p\n",?url);printf("url[0]的地址為：%p\n",?&url[0]);if?(url?==?&url[0]){printf("兩者一致！");}else{printf("兩者不一致！");}return?0; }

程序運(yùn)行結(jié)果為：

//Comsequense 03 V2 請(qǐng)輸入TechZone的域名：www.techzone.ltd 你輸入的域名是：www.techzone.ltd url的地址為：0063F804 url[0]的地址為：0063F804 兩者一致！

這么看，應(yīng)該是實(shí)錘了。那么數(shù)組后面的元素也就是依次往后放置，有興趣的也可以自己寫代碼嘗試把它們輸出看看。

指向數(shù)組的指針

剛剛我們驗(yàn)證了數(shù)組的地址就是數(shù)組第一個(gè)元素的地址。那么指向數(shù)組的指針自然也就有兩種定義的方法：

... char*?p; //方法1 p?=?a; //方法2 p?=?&a[0];

指針的運(yùn)算

當(dāng)指針指向數(shù)組元素的時(shí)候，可以對(duì)指針變量進(jìn)行「加減」運(yùn)算，+n表示指向p指針?biāo)赶虻脑氐?strong>「下n個(gè)元素」，-n表示指向p指針?biāo)赶虻脑氐?strong>「上n個(gè)元素」。并不是將地址加1。

如：

//Example?04 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?a[]?=?{?1,2,3,4,5?};int*?p?=?a;printf("*p?=?%d,?*(p+1)?=?%d,?*(p+2)?=?%d\n",?*p,?*(p?+?1),?*(p?+?2));printf("*p?->?%p,?*(p+1)?->?%p,?*(p+2)?->?%p\n",?p,?p?+?1,?p?+?2);return?0; }

執(zhí)行結(jié)果如下：

//Consequence 04 *p = 1, *(p+1) = 2, *(p+2) = 3 *p -> 00AFF838, *(p+1) -> 00AFF83C, *(p+2) -> 00AFF840

有的小伙伴可能會(huì)想，編譯器是怎么知道訪問下一個(gè)元素而不是地址直接加1呢？

其實(shí)就在我們定義指針變量的時(shí)候，就已經(jīng)告訴編譯器了。如果我們定義的是整型數(shù)組的指針，那么指針加1，實(shí)際上就是加上一個(gè)sizeof(int)的距離。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的下標(biāo)訪問，使用指針來間接訪問數(shù)組元素的方法叫做指針法。

其實(shí)使用指針法來訪問數(shù)組的元素，不一定需要定義一個(gè)指向數(shù)組的單獨(dú)的指針變量，因?yàn)閿?shù)組名自身就是指向數(shù)組「第一個(gè)元素」的指針，因此指針法可以直接作用于數(shù)組名：

... printf("p?->?%p,?p+1?->?%p,?p+2?->?%p\n",?a,?a+1,?a+2); printf("a?=?%d,?a+1?=?%d,?a+2?=?%d",?*a,?*(a+1),?*(a+2)); ...

執(zhí)行結(jié)果如下：

p?->?00AFF838,?p+1?->?00AFF83C,?p+2?->?00AFF840 b?=?1,?b+1?=?2,?b+2?=?3

現(xiàn)在你是不是感覺，數(shù)組和指針有點(diǎn)像了呢？不過筆者先提醒，數(shù)組和指針雖然非常像，但是絕對(duì)「不是」一種東西。

甚至你還可以直接用指針來定義字符串，然后用下標(biāo)法來讀取每一個(gè)元素：

//Example?05 //代碼來源于網(wǎng)絡(luò) #include?<stdio.h> #include?<string.h> int?main(void) {char*?str?=?"I?love?TechZone!";int?i,?length;length?=?strlen(str);for?(i?=?0;?i?<?length,?i++){printf("%c",?str[i]);}printf("\n");return?0; }

程序運(yùn)行如下：

//Consequence 05 I love TechZone!

在剛剛的代碼里面，我們定義了一個(gè)「字符指針」變量，并且初始化成指向一個(gè)字符串。后來的操作，不僅在它身上可以使用「字符串處理函數(shù)」，還可以用「下標(biāo)法」訪問字符串中的每一個(gè)字符。

當(dāng)然，循環(huán)部分這樣寫也是沒毛病的：

... for?(i?=?0,?i?<?length,?i++) {printf("%c",?*(str?+?i)); }

這就相當(dāng)于利用了指針法來讀取。

指針和數(shù)組的區(qū)別

剛剛說了許多指針和數(shù)組相互替換的例子，可能有的小伙伴又開始說：“這倆貨不就是一個(gè)東西嗎？”

隨著你對(duì)指針和數(shù)組越來越了解，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，C語言的創(chuàng)始人不會(huì)這么無聊去創(chuàng)建兩種一樣的東西，還叫上不同的名字。指針和數(shù)組終究是「不一樣」的。

比如筆者之前看過的一個(gè)例子：

//Example?06 //代碼來源于網(wǎng)絡(luò) #include?<stdio.h> int?main(void) {char?str[]?=?"I?love?TechZone!";int?count?=?0;while?(*str++?!=?'\0'){count++;}printf("總共有%d個(gè)字符。\n",?count);return?0; }

當(dāng)編譯器報(bào)錯(cuò)的時(shí)候，你可能會(huì)開始懷疑你學(xué)了假的C語言語法：

//Error in Example 06 錯(cuò)誤(活動(dòng)) E0137 表達(dá)式必須是可修改的左值 錯(cuò)誤 C2105 “++”需要左值

我們知道，*str++ != ‘\0’是一個(gè)復(fù)合表達(dá)式，那么就要遵循「運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)」來看。具體可以回顧《C語言運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)及ASCII對(duì)照表》。

str++比*str的優(yōu)先級(jí)「更高」，但是自增運(yùn)算符要在「下一條語句」的時(shí)候才能生效。所以這個(gè)語句的理解就是，先取出str所指向的值，判斷是否為\0，若是，則跳出循環(huán)，然后str指向下一個(gè)字符的位置。

看上去貌似沒啥毛病，但是，看看編譯器告訴我們的東西：表達(dá)式必須是可修改的左值

++的操作對(duì)象是str，那么str到底是不是「左值」呢？

如果是左值的話，那么就必須滿足左值的條件。

?

擁有用于識(shí)別和定位一個(gè)存儲(chǔ)位置的標(biāo)識(shí)符

存儲(chǔ)值可修改

?

第一點(diǎn)，數(shù)組名str是可以滿足的，因?yàn)閿?shù)組名實(shí)際上就是定位數(shù)組第一個(gè)元素的位置。但是第二點(diǎn)就不滿足了，數(shù)組名實(shí)際上是一個(gè)地址，地址是「不可以」修改的，它是一個(gè)常量。如果非要利用上面的思路來實(shí)現(xiàn)的話，可以將代碼改成這樣：

//Example?06?V2 //代碼來源于網(wǎng)絡(luò) #include?<stdio.h> int?main(void) {char?str[]?=?"I?love?TechZone!";char*?target?=?str;int?count?=?0;while?(*target++?!=?'\0'){count++;}printf("總共有%d個(gè)字符。\n",?count);return?0; }

這樣就可以正常執(zhí)行了：

//Consequence 06 V2 總共有16個(gè)字符。

這樣我們就可以得出：數(shù)組名只是一個(gè)「地址」，而指針是一個(gè)「左值」。

指針數(shù)組？數(shù)組指針？

看下面的例子，你能分辨出哪個(gè)是指針數(shù)組，哪個(gè)是數(shù)組指針嗎？

int*?p1[5]; int(*p2)[5];

單個(gè)的我們都可以判斷，但是組合起來就有些難度了。

答案：

int*?p1[5];//指針數(shù)組 int(*p2)[5];//數(shù)組指針

我們挨個(gè)來分析。

指針數(shù)組

數(shù)組下標(biāo)[]的優(yōu)先級(jí)是最高的，因此p1是一個(gè)有5個(gè)元素的「數(shù)組」。那么這個(gè)數(shù)組的類型是什么呢？答案就是int*，是「指向整型變量的指針」。因此這是一個(gè)「指針數(shù)組」。

那么這樣的數(shù)組應(yīng)該怎么樣去初始化呢？

你可以定義5個(gè)變量，然后挨個(gè)取地址來初始化。

不過這樣太繁瑣了，但是，并不是說指針數(shù)組就沒什么用。

比如：

//Example?07 #include?<stdio.h> int?main(void) {char*?p1[5]?=?{"人生苦短，我用Python。","PHP是世界上最好的語言！","One?more?thing...","一個(gè)好的程序員應(yīng)該是那種過單行線都要往兩邊看的人。","C語言很容易讓你犯錯(cuò)誤；C++看起來好一些，但當(dāng)你用它時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)會(huì)死的更慘。"};int?i;for?(i?=?0;?i?<?5;?i++){printf("%s\n",?p1[i]);}return?0; }

結(jié)果如下：

//Consequence 07 人生苦短，我用Python。 PHP是世界上最好的語言！ One more thing... 一個(gè)好的程序員應(yīng)該是那種過單行線都要往兩邊看的人。 C語言很容易讓你犯錯(cuò)誤；C++看起來好一些，但當(dāng)你用它時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)會(huì)死的更慘。

這樣是不是比二維數(shù)組來的更加直接更加通俗呢？

數(shù)組指針

()和[]在優(yōu)先級(jí)里面屬于「同級(jí)」，那么就按照「先后順序」進(jìn)行。

int(*p2)將p2定義為「指針」， 后面跟隨著一個(gè)5個(gè)元素的「數(shù)組」，p2就指向這個(gè)數(shù)組。因此，數(shù)組指針是一個(gè)「指針」，它指向的是一個(gè)數(shù)組。

但是，如果想對(duì)數(shù)組指針初始化的時(shí)候，千萬要小心，比如：

//Example?08 #include?<stdio.h> int?main(void) {int(*p2)[5]?=?{1,?2,?3,?4,?5};int?i;for?(i?=?0;?i?<?5;?i++){printf("%d\n",?*(p2?+?i));}return?0; }

Visual Studio 2019報(bào)出以下的錯(cuò)誤：

//Error and Warning in Example 08 錯(cuò)誤(活動(dòng)) E0146 初始值設(shè)定項(xiàng)值太多 錯(cuò)誤 C2440 “初始化”: 無法從“initializer list”轉(zhuǎn)換為“int (*)[5]” 警告 C4477 “printf”: 格式字符串“%d”需要類型“int”的參數(shù)，但可變參數(shù) 1 擁有了類型“int *”

這其實(shí)是一個(gè)非常典型的錯(cuò)誤使用指針的案例，編譯器提示說這里有一個(gè)「整數(shù)」賦值給「指針變量」的問題，因?yàn)閜2歸根結(jié)底還是指針，所以應(yīng)該給它傳遞一個(gè)「地址」才行，更改一下：

//Example?08?V2 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?temp[5]?=?{1,?2,?3,?4,?5};int(*p2)[5]?=?temp;int?i;for?(i?=?0;?i?<?5;?i++){printf("%d\n",?*(p2?+?i));}return?0; } //Error and Warning in Example 08 V2 錯(cuò)誤(活動(dòng)) E0144 "int *" 類型的值不能用于初始化 "int (*)[5]" 類型的實(shí)體 錯(cuò)誤 C2440 “初始化”: 無法從“int [5]”轉(zhuǎn)換為“int (*)[5]” 警告 C4477 “printf”: 格式字符串“%d”需要類型“int”的參數(shù)，但可變參數(shù) 1 擁有了類型“int *”

可是怎么還是有問題呢？

我們回顧一下，指針是如何指向數(shù)組的。

int?temp[5]?=?{1,?2,?3,?4,?5}; int*?p?=?temp;

我們?cè)疽詾?#xff0c;指針p是指向數(shù)組的指針，但是實(shí)際上「并不是」。仔細(xì)想想就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)指針實(shí)際上是指向的數(shù)組的「第一個(gè)元素」，而不是指向數(shù)組。因?yàn)閿?shù)組里面的元素在內(nèi)存中都是挨著個(gè)兒存放的，因此只需要知道第一個(gè)元素的地址，就可以訪問到后面的所有元素。

但是，這么來看的話，指針p指向的就是一個(gè)「整型變量」的指針，并不是指向「數(shù)組」的指針。而剛剛我們用的數(shù)組指針，才是指向數(shù)組的指針。因此，應(yīng)該將「數(shù)組的地址」傳遞給數(shù)組指針，而不是將第一個(gè)元素的地址傳入，盡管它們值相同，但是「含義」確實(shí)不一樣：

//Example?08?V3 //Example?08?V2 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?temp[5]?=?{1,?2,?3,?4,?5};int(*p2)[5]?=?&temp;//此處取地址int?i;for?(i?=?0;?i?<?5;?i++){printf("%d\n",?*(*p2?+?i));}return?0; }

程序運(yùn)行如下：

//Consequence 08 1 2 3 4 5

指針和二維數(shù)組

在上一節(jié)《C語言之?dāng)?shù)組》我們講過「二維數(shù)組」的概念，并且我們也知道，C語言的二維數(shù)組其實(shí)在內(nèi)存中也是「線性存放」的。

假設(shè)我們定義了：int array[4][5]

array

array作為數(shù)組的名稱，顯然應(yīng)該表示的是數(shù)組的「首地址」。由于二維數(shù)組實(shí)際上就是一維數(shù)組的「線性拓展」，因此array應(yīng)該就是指的指向包含5個(gè)元素的數(shù)組的指針。

如果你用sizeof()去測(cè)試array和array+1的話，就可以測(cè)試出來這樣的結(jié)論。

*(array+1)

首先從剛剛的問題我們可以得出，array+1同樣也是指的指向包含5個(gè)元素的數(shù)組的指針，因此*(array+1)就是相當(dāng)于array[1]，而這剛好相當(dāng)于array[1][0]的數(shù)組名。因此*(array+1)就是指第二行子數(shù)組的第一個(gè)元素的地址。

*(*(array+1)+2)

有了剛剛的結(jié)論，我們就不難推理出，這個(gè)實(shí)際上就是array[1][2]。是不是感覺非常簡(jiǎn)單呢？

總結(jié)一下，就是下面的這些結(jié)論，記住就好，理解那當(dāng)然更好：

*(array?+?i)?==?array[i] *(*(array?+?i)?+?j)?==?array[i][j] *(*(*(array?+?i)?+?j)?+?k)?==?array[i][j][k] ...

數(shù)組指針和二維數(shù)組

我們?cè)谏弦还?jié)里面講過，在初始化二維數(shù)組的時(shí)候是可以偷懶的：

int?array[][3]?=?{{1,?2,?3},{4,?5,?6} };

剛剛我們又說過，定義一個(gè)數(shù)組指針是這樣的：

int(*p)[3];

那么組合起來是什么意思呢？

int(*p)[3]?=?array;

通過剛剛的說明，我們可以知道，array是指向一個(gè)3個(gè)元素的數(shù)組的「指針」，所以這里完全可以將array的值賦值給p。

其實(shí)C語言的指針非常靈活，同樣的代碼用不同的角度去解讀，就可以有不同的應(yīng)用。

那么如何使用指針來訪問二維數(shù)組呢？沒錯(cuò)，就是使用「數(shù)組指針」：

//Example?09 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?array[3][4]?=?{{0,?1,?2,?3},{4,?5,?6,?7},{8,?9,?10,?11}};int(*p)[4];int?i,?j;p?=?array;for?(i?=?0,?i?<?3,?i++){for?(j?=?0,?j?<?4,?j++){printf("%2d?",?*(*(p+i)?+?j));?}printf("\n");}return?0; }

運(yùn)行結(jié)果：

//Consequence 09 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

void指針

void實(shí)際上是無類型的意思。如果你嘗試用它來定義一個(gè)變量，編譯器肯定會(huì)「報(bào)錯(cuò)」，因?yàn)椴煌愋退加玫膬?nèi)存有可能「不一樣」。但是如果定義的是一個(gè)指針，那就沒問題。void類型中指針可以指向「任何一個(gè)類型」的數(shù)據(jù)，也就是說，任何類型的指針都可以賦值給void指針。

將任何類型的指針轉(zhuǎn)換為void是沒有問題的。但是如果你要反過來，那就需要「強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換」。此外，不要對(duì)void指針「直接解引用」，因?yàn)榫幾g器其實(shí)并不知道void指針會(huì)存放什么樣的類型。

//Example?10 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?num?=?1024;int*?pi?=?&num;char*?ps?=?"TechZone";void*?pv;pv?=?pi;printf("pi:%p,pv:%p\n",?pi,?pv);printf("*pv:%d\n",?*pv);pv?=?ps;printf("ps:%p,pv:%p\n",?ps,?pv);printf("*pv:%s\n",?*pv); }

這樣會(huì)報(bào)錯(cuò)：

//Error in Example 10 錯(cuò)誤 C2100 非法的間接尋址 錯(cuò)誤 C2100 非法的間接尋址

如果一定要這么做，那么可以用「強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換」：

//Example?10?V2 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?num?=?1024;int*?pi?=?&num;char*?ps?=?"TechZone";void*?pv;pv?=?pi;printf("pi:%p,pv:%p\n",?pi,?pv);printf("*pv:%d\n",?*(int*)pv);pv?=?ps;printf("ps:%p,pv:%p\n",?ps,?pv);printf("*pv:%s\n",?pv); }

當(dāng)然，使用void指針一定要小心，由于void指針幾乎可以「通吃」所有類型，所以間接使得不同類型的指針轉(zhuǎn)換變得合法，如果代碼中存在不合理的轉(zhuǎn)換，編譯器也不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

因此，void指針能不用則不用，后面講函數(shù)的時(shí)候，還可以解鎖更多新的玩法。

NULL指針

在C語言中，如果一個(gè)指針不指向任何數(shù)據(jù)，那么就稱之為「空指針」，用「NULL」來表示。NULL其實(shí)是一個(gè)宏定義：

#define?NULL?((void?*)0)

在大部分的操作系統(tǒng)中，地址0通常是一個(gè)「不被使用」的地址，所以如果一個(gè)指針指向NULL，就意味著不指向任何東西。為什么一個(gè)指針要指向NULL呢？

其實(shí)這反而是一種比較指的推薦的「編程風(fēng)格」——當(dāng)你暫時(shí)還不知道該指向哪兒的時(shí)候，就讓它指向NULL，以后不會(huì)有太多的麻煩，比如：

//Example?11 #include?<stdio.h> int?main(void) {int*?p1;int*?p2?=?NULL;printf("%d\n",?*p1);printf("%d\n",?*p2);return?0; }

第一個(gè)指針未被初始化。在有的編譯器里面，這樣未初始化的變量就會(huì)被賦予「隨機(jī)值」。這樣指針被稱為「迷途指針」，「野指針」或者「懸空指針」。如果后面的代碼對(duì)這類指針解引用，而這個(gè)地址又剛好是合法的話，那么就會(huì)產(chǎn)生莫名其妙的結(jié)果，甚至導(dǎo)致程序的崩潰。因此養(yǎng)成良好的習(xí)慣，在暫時(shí)不清楚的情況下使用NULL，可以節(jié)省大量的后期調(diào)試的時(shí)間。

指向指針的指針

開始套娃了。其實(shí)只要你理解了指針的概念，也就沒什么大不了的。

//Example?12 #include?<stdio.h> int?main(void) {int?num?=?1;int*?p?=?&num;int**?pp?=?&p;printf("num:?%d\n",?num);printf("*p:?%d\n",?*p);printf("**p:?%d\n",?**pp);printf("&p:?%p,?pp:?%p\n",?&p,?pp);printf("&num:?%p,?p:?%p,?*pp:?%p\n",?&num,?p,?*pp);return?0; }

程序結(jié)果如下：

//Consequence 12 num: 1 *p: 1 **p: 1 &p: 004FF960, pp: 004FF960 &num: 004FF96C, p: 004FF96C, *pp: 004FF96C

當(dāng)然你也可以無限地套娃，一直指下去。不過這樣會(huì)讓代碼可讀性變得「很差」，過段時(shí)間可能你自己都看不懂你寫的代碼了。

指針數(shù)組和指向指針的指針

那么，指向指針的指針有什么用呢？

它可不是為了去創(chuàng)造混亂代碼，在一個(gè)經(jīng)典的實(shí)例里面，就可以體會(huì)到它的用處：

char*?Books[]?=?{"《C專家編程》","《C和指針》","《C的陷阱與缺陷》","《C?Primer?Plus》","《Python基礎(chǔ)教程（第三版）》" };

然后我們需要將這些書進(jìn)行分類。我們發(fā)現(xiàn)，其中有一本是寫Python的，其他都是C語言的。這時(shí)候指向指針的指針就派上用場(chǎng)了。首先，我們剛剛定義了一個(gè)指針數(shù)組，也就是說，里面的所有元素的類型「都是指針」，而數(shù)組名卻又可以用指針的形式來「訪問」，因此就可以使用「指向指針的指針」來指向指針數(shù)組：

... char**?Python; char**?CLang[4];Python?=?&Books[5]; CLang[0]?=?&Books[0]; CLang[1]?=?&Books[1]; CLang[2]?=?&Books[2]; CLang[3]?=?&Books[3]; ...

因?yàn)樽址娜〉刂分祵?shí)際上就是其「首地址」，也就是一個(gè)「指向字符指針的指針」，所以可以這樣賦值。

這樣，我們就利用指向指針的指針完成了對(duì)書籍的分類，這樣既避免了浪費(fèi)多余的內(nèi)存，而且當(dāng)其中的書名要修改，只需要改一次即可，代碼的靈活性和安全性都得到了提升。

常量和指針

常量，在我們目前的認(rèn)知里面，應(yīng)該是這樣的：

520, 'a'

或者是這樣的：

#define?MAX?1000 #define?B?'b'

常量和變量最大的區(qū)別，就是前者「不能夠被修改」，后者可以。那么在C語言中，可以將變量變成像具有常量一樣的特性，利用const即可。

const?int?max?=?1000; const?char?a?=?'a';

在const關(guān)鍵字的作用下，變量就會(huì)「失去」本來具有的可修改的特性，變成“只讀”的屬性。

指向常量的指針

強(qiáng)大的指針當(dāng)然也是可以指向被const修飾過的變量，但這就意味著「不能通過」指針來修改它所引用的值。總結(jié)一下，就是以下4點(diǎn)：

?

指針可以修改為指向不同的變量

指針可以修改為指向不同的常量

可以通過解引用來讀取指針指向的數(shù)據(jù)

不可以通過解引用來修改指針指向的數(shù)據(jù)

?

常量指針

指向非常量的常量指針

指針本身作為一種「變量」，也是可以修改的。因此，指針也是可以被const修飾的，只不過位置稍稍「發(fā)生了點(diǎn)變化」：

... int*?const?p?=?&num; ...

這樣的指針有如下的特性：

?

指針自身不能夠被修改

指針指向的值可以被修改

?

指向常量的常量指針

在定義普通變量的時(shí)候也用const修飾，就得到了這樣的指針。不過由于限制太多，一般很少用到：

... int?num?=?100; const?int?cnum?=?200; const?int*?const?p?=?&cnum; ...

http://www.techzone.ltd/post/CPointer/

-END-

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