C語言指針入門 《C語言非常道》

作為一個程序員，我接觸 C 語言有十年了。有的朋友讓我推薦 C 語言的參考書，我不敢亂推薦，尤其是國內(nèi)作者寫的書，往往七拼八湊，漏洞百出。

但是，李忠老師的《C語言非常道》值得一讀。對了，李老師有個官網(wǎng)，網(wǎng)址是：

李忠老師官網(wǎng)

最棒的是，有配套的教學(xué)視頻，可以試看。

試看點這里

接下來言歸正傳，講解指針。以下內(nèi)容很多都參考了李忠老師的《C語言非常道》，如果讀起來吃力的話，建議看視頻。

文章目錄

• C語言指針入門 《C語言非常道》
• • 初識指針
  • 取地址運算符和指針變量的聲明
  • 指針指向什么類型很重要
  • 解引用運算符
  • 總結(jié)與補充

指針是 C 語言的難點，也是亮點。有人說如果不懂指針，那就不算是掌握了 C 語言。

作為一個嵌入式軟件工程師，我認為指針是 C 語言的殺手锏，離開了它，C 語言不可能在嵌入式領(lǐng)域“一覽眾山小”。

好了，進入正題。

初識指針

int a = 5;

這句話定義了 int 類型的變量 a，并給它賦值 5；

在計算機執(zhí)行這條語句的時候，會為變量 a 分配內(nèi)存。

從此，這塊內(nèi)存就和 a 聯(lián)系起來了，可以說變量名 a 就是這塊內(nèi)存的化身。目前，這塊內(nèi)存的存儲值是 5。

如果你要把存儲值修改為 8，你可以寫

a = 8;

程序執(zhí)行的時候，它自然會根據(jù)變量名 a 找到這塊內(nèi)存，把里面存儲的值改為 8.

如果不知道這塊內(nèi)存的名字是 a，你還能修改它的存儲值嗎？

方法還是有的，那就是通過“指針”。

其實在計算機眼中，內(nèi)存是有地址的。要訪問某個內(nèi)存單元，需要知道它的地址。如果把內(nèi)存比喻成一排房子，那內(nèi)存地址就是房子的門牌號碼。

如上圖所示，右邊標注的就是內(nèi)存的地址（假設(shè)一個格子占 4 字節(jié)），變量 a 的內(nèi)存地址就是 12.

如下圖所示，假設(shè)有個變量 b，它里面的內(nèi)容剛好是變量 a 的內(nèi)存地址（12），那么順著這個地址就可以找到變量 a.

紅色箭頭表示順著變量 b 的值（其實是 a 的地址——12）找到了變量 a.

你瞧，b 代表的值，像指針一樣，指向那個地址上的變量，鑒于這種類比特別形象，C 語言引入了指針類型，簡稱指針。圖中的變量 b 就是指針類型。

取地址運算符和指針變量的聲明

有人問，你怎么知道變量 a 的地址是 12 呢？

C 語言里面有個運算符——“&”，叫“取地址運算符”，用于取得某個變量的地址。要得到變量 a 的地址，可以這樣寫：&a

要想把 a 的地址保存在 b 中，可以這樣寫：

int *b; int a = 8; b = &a;

第 1 行，定義了一個變量，變量名字是 b.
第 3 行，獲得變量 a 的地址，把這個地址存儲在變量 b 中。

int *b; 應(yīng)該這樣理解：

首先，從標識符開始讀，因為標識符 b 的右邊是分號，所以要向左讀，左邊是 *，意思是指針，所以讀做 b 的類型是指針；

其次，對于指針這種類型來說，它指向的類型也很關(guān)鍵，我們繼續(xù)向左讀，遇到了“int”，所以讀“指向 int”

把粗體字連起來：b 的類型是指針，指向 int。

再比如:

int * p; // 注意，* 和 p 之間也可以有空格

這句話定義了一個指針類型的變量 p，準確地說，p 的類型是指針，指向 int 類型，即 p 是一個指向 int 類型的指針變量。

上圖來自李忠老師的書——《C語言非常道》，告訴我們?nèi)绾巫x指針類型的聲明或定義。

注意：指針類型是個統(tǒng)稱，根據(jù)它所指向的類型，可細分為指向 char 的指針、指向 short 的指針、指向 int 的指針，等等。

要把變量 x 的地址保存在一個變量里，這個變量的類型必須是指針類型，而且，指針指向的類型必須和 x 的類型一致。例如，如果 x 是 char 類型，那么指向 x 的指針要聲明為 char * p;如果 x 是 double 類型，那么指向 x 的指針要聲明為 double * p;

指針指向什么類型很重要

有人會說：指針變量就是存儲地址的變量，順著這個地址，可以找到另一個變量，這個可以理解，但是為什么要強調(diào)指針指向的類型呢？

在 C 語言里，取地址運算符 & 的結(jié)果（值）并不單純是一個地址，而是一個包含了類型信息的地址。

例如前面提到的 &a，它確實可以計算變量 a 的地址，但是這個地址還包含了一個信息，即這個地址是用于訪問 int 類型變量的（因為 a 是 int 類型）。

為什么要附加一個類型信息呢？

前面我畫的內(nèi)存圖示比較粗，現(xiàn)在細化一下。假設(shè)我的實驗環(huán)境下，int 類型的變量占 4 個字節(jié)，short 類型占 2 個字節(jié)，char 類型占 1 個字節(jié)。現(xiàn)在定義 3 個變量，運行時的內(nèi)存如下圖所示：

右邊標注的是內(nèi)存地址，每個格子代表一個字節(jié)，你會發(fā)現(xiàn)內(nèi)存地址是按照字節(jié)來編號的。

對于變量 a ，它占據(jù)了 4 個字節(jié)，即內(nèi)存 12、13、14、15.

有人會問，那 a 的地址是多少？是 12 還是 13，還是 14，或者 15？

按照規(guī)定，a 的地址是它所占內(nèi)存中編號最小的那個，即 12.

如果指針不含有類型信息，僅僅是一個地址（比如 12），那么順著這個地址去訪問內(nèi)存，到底訪問多少字節(jié)呢？

舉個例子，假設(shè)要修改 a 的值為 100，如果不是按照 4 個字節(jié)來寫，而是按照 8 個字節(jié)來寫，那肯定會把變量 m 和 n 的值給覆蓋，這肯定不行。

所以，指針必須含有類型信息，這樣才能知道此地址指示的變量占用多大的內(nèi)存，訪問的時候才不會出錯。

如圖所示，一旦知道了指針 b 所指向的類型是 int ，在訪問 a 的時候，就可以鎖定 12~15 這四個字節(jié)。

所以，一個指針是包含 2 個信息的：

指針代表的地址。如圖中的紅色箭頭，這個地址可以讓我們定位到內(nèi)存 12，但是我們只知道從 12 開始，不知道在哪里結(jié)束。

指針指向的類型。類型確定了，占多少個字節(jié)就確定了。如圖中的紅色虛線框，這個類型可以讓我們鎖定從 12 開始的 4 個字節(jié)（ int 占 4 個字節(jié)）。這 4 個字節(jié)，就是變量 a 所占的內(nèi)存。

基于以上 2 點，通過指針 b 間接訪問變量 a 成為可能，堪稱完美。

解引用運算符

如何通過 b 修改 a 的值呢？假設(shè)要通過 b 把 a 的值改為 100，可以這樣寫：

int *b; int a = 8; b = &a; *b = 100;

第 4 行，b 左邊的這個 *，不代表指針，而是解引用運算符，也叫間接運算符。

前文已經(jīng)說過，& 運算符用于取得變量的地址，而 * 運算符則根據(jù)一個地址來得到那個變量本身。也就是說， b 指向了哪個變量，*b 就代表那個變量。

所以，第 4 行的 *b = 100; 就相當于 a = 100;

* 和 & 在一起可以互相抵消， 例如 *&a 就等價于 a，你想，&a 表示一個指向 a 的指針，指針左邊加一個 *，就得到此指針指向的變量，于是又成了 a;

另外，&*b 等價于 b，因為 *b 就是 a，而 &a 就是 b.

總結(jié)與補充

相信有了前面的鋪墊，你再讀教科書上的文字會很有感覺。

以下幾點是總結(jié)和補充。

一元 & 運算符稱為取地址運算符，它需要一個右操作數(shù)，這個右操作數(shù)必須是變量或者函數(shù)。這是很自然的，只有內(nèi)存中的變量或者函數(shù)才有地址，你不能取一個常量的地址，比如 & 250，這很荒唐。 一元 * 運算符則根據(jù)一個地址來得到那個變量（或者函數(shù)）本身 。（注意：指向函數(shù)的指針是進階內(nèi)容，初學(xué)者可以忽略。）

“指針”這個詞其實有多種含義，需要根據(jù)上下文來區(qū)分。

1). 是一種類型，比如整形、浮點型等。指針這種類型特殊在它的值是一個內(nèi)存地址，順著這個地址可以找到另一個變量。

2). 為方便起見，人們有時候也把指針類型的值叫作“指針”。 比如說， C 語言規(guī)定， 如果操作數(shù)的類型為 T，則一元 & 運算符的結(jié)果是指向 T 的指針。在這里，“指針”應(yīng)該理解為“指針類型的值”。

3). 人們更經(jīng)常地把指針類型的變量叫作指針，相對于“p 是一個指針類型的變量”，人們更喜歡說“p 是一個指針”。

為了還原指針所指向的變量或函數(shù)，需要使用一元 *運算符。 C 語言規(guī)定，一元 * 運算符的操作數(shù)必須是一個指針（即指針類型的變量或值）， 如果此指針指向某變量，則一元 * 運算符的結(jié)果是個左值（你可以認為左值就是代表變量的表達式 ），代表指向的變量。

如果兩個指針指向的類型不同，則它們是不同的指針類型。

【end】

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C语言指针入门 《C语言非常道》的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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