C 语言指针完全指南：创建、解除引用、指针与数组关系解析

C 语言中的指针

创建指针

我们可以使用引用运算符 & 获取变量的内存地址：

int myAge = 43; // 一个 int 变量

printf("%d", myAge); // 输出 myAge 的值 (43)
printf("%p", &myAge); // 输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)

指针是一个将另一个变量的内存地址作为其值的变量。

指针变量指向一个数据类型（如 int）的相同类型，并使用 * 运算符创建。您正在使用的变量的地址被分配给指针：

int myAge = 43; // 一个 int 变量
int* ptr = &myAge; // 一个名为 ptr 的指针变量，存储 myAge 的地址

// 输出 myAge 的值 (43)
printf("%d\n", myAge);

// 输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)
printf("%p\n", &myAge);

// 使用指针输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)
printf("%p\n", ptr);

示例解释:

• 创建一个名为 ptr 的指针变量，指向一个 int 变量 (myAge)。请注意，指针的类型必须与您正在使用的变量的类型匹配（本例中为 int）。
• 使用 & 运算符将 myAge 变量的内存地址存储并分配给指针。
• 现在，ptr 存储了 myAge 的内存地址值。

解除引用

在上面的示例中，我们使用指针变量来获取变量的内存地址（与 & 引用运算符一起使用）。

您还可以通过使用 * 运算符（取消引用运算符）获取指针指向的变量的值：

int myAge = 43; // 变量声明
int* ptr = &myAge; // 指针声明

// 引用：使用指针输出 myAge 的内存地址 (0x7ffe5367e044)
printf("%p\n", ptr);

// 解除引用：使用指针输出 myAge 的值 (43)
printf("%d\n", *ptr);

请注意，* 符号在这里可能会让人困惑，因为它在我们的代码中做了两件事：

• 当用于声明 (int* ptr) 时，它会创建一个指针变量。
• 当不用于声明时，它充当取消引用运算符。

值得注意：在 C 语言中声明指针变量有两种方法：

int* myNum;
int *myNum;

关于指针的注意事项:

• 指针是 C 语言区别于其他编程语言（如 Python 和 Java）的一大特点。
• 它们在 C 语言中很重要，因为它们允许我们操作计算机内存中的数据。这可以减少代码量并提高性能。如果您熟悉像列表、树和图这样的数据结构，您应该知道指针对于实现它们特别有用。有时您甚至必须使用指针，例如在处理文件时。
• 但是要小心; 指针必须谨慎处理，因为有可能损坏存储在其他内存地址的数据。

C 语言中的指针和数组

您也可以使用指针访问数组。

考虑以下整数数组

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
int i;

for (i = 0; i < 4; i++) {
  printf("%d\n", myNumbers[i]);
}

结果：

25
50
75
100

让我们尝试打印每个数组元素的内存地址，而不是打印每个数组元素的值：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
int i;

for (i = 0; i < 4; i++) {
  printf("%p\n", &myNumbers[i]);
}

结果：

0x7ffe70f9d8f0
0x7ffe70f9d8f4
0x7ffe70f9d8f8
0x7ffe70f9d8fc

请注意，每个元素的内存地址的最后一位数字都不同，增加了 4。

这是因为 int 类型的大小通常为 4 个字节，请记住：

// 创建一个 int 变量
int myInt;

// 获取一个 int 的内存大小
printf("%lu", sizeof(myInt));

结果：4

因此，从上面的“内存地址示例”中，

您可以看到编译器为每个数组元素预留了 4 个字节的内存，这意味着整个数组占用 16 个字节（4 * 4）的内存存储空间：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};

// 获取 myNumbers 数组的大小
printf("%lu", sizeof(myNumbers));

结果：16

指针与数组的关系

好的，那么指针和数组之间有什么关系呢？好吧，在 C 语言中，数组的名称实际上是指向数组第一个元素的指针。

感到困惑？让我们试着更好地理解这一点，并再次使用上面的“内存地址示例”。

第一个元素的内存地址与数组的名称相同：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};

// 获取 myNumbers 数组的内存地址
printf("%p\n", myNumbers);

// 获取第一个数组元素的内存地址
printf("%p\n", &myNumbers[0]);

结果：

0x7ffe70f9d8f0
0x7ffe70f9d8f0

这基本上意味着我们可以通过指针来操作数组！

怎么操作呢？由于 myNumbers 是指向 myNumbers 中第一个元素的指针，因此您可以使用 * 运算符来访问它：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};

// 获取 myNumbers 中第一个元素的值
printf("%d", *myNumbers);

结果：25

要访问 myNumbers 中的其他元素，您可以增加指针/数组（+1、+2 等）：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};

// 获取 myNumbers 中的第二个元素的值
printf("%d\n", *(myNumbers + 1));

// 获取 myNumbers 中的第三个元素的值
printf("%d", *(myNumbers + 2));

// 等等..

结果：

50
75

或者循环遍历它：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};
int *ptr = myNumbers;
int i;

for (i = 0; i < 4; i++) {
  printf("%d\n", *(ptr + i));
}

结果：

25
50
75
100

您也可以使用指针更改数组元素的值：

int myNumbers[4] = {25, 50, 75, 100};

// 将第一个元素的值改为 13
*myNumbers = 13;

// 将第二个元素的值改为 17

最后

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