C语言指针讲解

标签：函数声明   优先   sizeof   开始   1.2   []   元素   结合   指针表达式   

一、指针简介

　　从根本上来看，指针（pointer）是一个值为内存地址的变量（或数据对象）。指针有四个方面的需要掌握，指针的类型、指针所指向的类型、指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区。在讲解这四个方面前我们先来了解间接运算符和取地址运算符。

1. 间接运算符：* 和 取地址运算符：&

　　（1）间接运算符：*

　　　　在声明时使用，表示声明了一个指针变量，例如 int *p 的p表示一个指向整型数据的指针变量；*后跟一个指针名或地址时，表示存储在指针指向地址上的值，例如 a = *p 表示将p指向的地址上的数据赋值给a。

　　（2）取地址运算符：&

　　　　&后跟一个变量名时，表示该变量的地址，例如 int a = 1，&a的结果就是a的地址。

2. 指针的类型

　　指针的类型只需将声明时的指针去掉就是该指针的类型，例如int *p的p的指针类型就为Int *，即指向int类型的指针。

3. 指针所指向的类型

　　指针所指向的类型决定了编译器把内存区里的内容当作什么来看待，该类型即声明时的类型，例如int *p的指针所指向的类型是int型。

4. 指针所指向的内存区

　　指针的值是本身存储的数值，这个数值是一个内存区地址，它的位数取决于计算机位数，32位即指针有32位整数组成，指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为指针所指向的类型的所占字节数（例如int型的为sizeof(int)）。

5. 指针本身所占据的内存区

　　指针本身是由一个无符号整数表示，但指针不是整数类型，也就是说，不能把指针之间相加减，指针的相加减和整型的相加减含义是不同的，所以指针实际上是一个新类型，不是整数类型，所占内存大小为sizeof(指针的类型），例如sizeof(int *)。

二、指针的算术运算

　　指针是可以进行加减的，只不过加减的含义和整型加减不一样。例如：

int a[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
int *p = a;
p++;

　　上述中，将指针p初始化指向数组的a的第一个元素的地址（数组与指针的关系后面会说），然后指针p自增一，编译器是将指针p的值加上了sizeof(int)，由于地址是用字节做单位的，所以p所指向的地址由原来的变量a的地址增加了四个字节，换句话说，此时p指向了数组a的第二个元素。同理，加一个数与减一个数，即n*sizeof(int)和-n*sizeof(int)。注意：*(p+1)和*p+1是不一样的，前者代表p+sizeof(int)的内存位置上的值，后者代表p的内存地址上的值加一。

三、指针和数组

　　我们平时一直在使用的数组本质上也是一个指针：数组名是数组首元素的地址。

    int a[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    int b;
    int c = a; ///数组a的首元素地址
    int e = a + 1; ///数组a的第二个元素地址
    int f = *a; ///和 f = a[0]一致

　　声明了一个数组TYPE array[n]，则数组名称array 就有了两重含义：
　　第一，它代表整个数组，它的类型是TYPE[n]；
　　第二，它是一个常量指针，该指针的类型是TYPE*，该指针指向的类型是TYPE，也就是数组单元的类型，该指针指向的内存区就是数组第0 号单元，该指针自己占有单独的内存区，注意它和数组第0 号单元占据的内存区是不同的。该指针的值是不能修改的，即类似array++的表达式是错误的。在不同的表达式中数组名array 可以扮演不同的角色。在表达式sizeof(array)中，数组名array 代表数组本身，故这时sizeof 函数测出的是整个数组的大小。

四、指针和函数

　　假设编写一个处理数组的函数，并返回数组中的所有元素之和，那么函数的声明和调用就应该是：

/*函数的使用*/
int marbles[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
total = sum(marbles); 

/*函数的声明*/
int sum(int *array);

　　我们可以数组名是该数组首元素的地址，所以实参marbles是一个储存int类型值的地址，应把它赋给一个指针形式参数，该形参是一个指向int的指针。既然可以使用指针表示数组名，也可以用数组名表示指针，上面的函数声明可以是：int sum(int array[])。注意：只有在函数原型或函数定义头中，才可以使用数组名形参代替指针形参。

　　函数的操作过程中是可以通过return返回值的，但是引入了指针，那么可以直接修改指针指向的值而不用return，体现了指针的灵活。

五、指针类型转换

　　先来看一下指针的类型转换的例子:

    float a = 1.23f;
    float *b = &a;  ///将变量a的地址赋予指针b
    int *c = (int *)&a;  ///将变量a的地址强制类型转换为int *型并赋予指针c

　　当我们初始化一个指针时，将一个指针表达式赋予它，一般情况下指针的类型和指针表达式的类型是一样的，指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是一样的，但是，如果出现两者的类型不一致的情况，就得强制类型转换了。

　　如果有一个指针p，我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP *TYPE， 那么语法格式是： (TYPE *)p；这样强制类型转换的结果是一个新指针，该新指针的类型是TYPE *，它指向的类型是TYPE，它指向的地址就是原指针指向的地址，而原来的指针p 的一切属性都没有被修改。

六、实例

int p; //这是一个普通的整型变量
int *p; //首先从P 处开始,先与*结合,所以说明P 是一个指针,然后再与int 结合,说明指针所指向的内容的类型为int 型.所以P是一个返回整型数据的指针
int p[3]; //首先从P 处开始,先与[]结合,说明P 是一个数组,然后与int 结合,说明数组里的元素是整型的,所以P 是一个由整型数据组成的数组
int *p[3]; //首先从P 处开始,先与[]结合,因为其优先级比*高,所以P 是一个数组,然后再与*结合,说明数组里的元素是指针类型,然后再与int 结合,说明指针所指向的内容的类型是整型的,所以P 是一个由返回整型数据的指针所组成的数组
int (*p)[3]; //首先从P 处开始,先与*结合,说明P 是一个指针然后再与[]结合(与"()"这步可以忽略,只是为了改变优先级),说明指针所指向的内容是一个数组,然后再与int 结合,说明数组里的元素是整型的.所以P 是一个指向由整型数据组成的数组的指针
int **p; //首先从P 开始,先与*结合,说是P 是一个指针,然后再与*结合,说明指针所指向的元素是指针,然后再与int 结合,说明该指针所指向的元素是整型数据.由于二级指针以及更高级的指针极少用在复杂的类型中,所以后面更复杂的类型我们就不考虑多级指针了,最多只考虑一级指针.
int p(int); //从P 处起,先与()结合,说明P 是一个函数,然后进入()里分析,说明该函数有一个整型变量的参数,然后再与外面的int 结合,说明函数的返回值是一个整型数据
int (*p)(int); //从P 处开始,先与指针结合,说明P 是一个指针,然后与()结合,说明指针指向的是一个函数,然后再与()里的int 结合,说明函数有一个int 型的参数,再与最外层的int 结合,说明函数的返回类型是整型,所以P 是一个指向有一个整型参数且返回类型为整型的函数的指针

（部分转自https://blog.csdn.net/soonfly/article/details/51131141）

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