C语言-指针

一、指针的概念

要知道指针的概念，要先了解变量在内存中如何存储的。在存储时，内存被分为一块一块的。每一块都有一个特有的编号。而这个编号可以暂时理解为指针，就像酒店的门牌号一样。

1.1、变量和地址

先写一段简单的代码：

void main(){
int x = 10, int y = 20;
}

这段代码非常简单，就是两个变量的声明，分别赋值了 10、20。我们把内存当做一个酒店，而每个房间就是一块内存。那么“int x = 10;”和“int y = 20;”的实际含义如下：

1.去酒店订了两个房间，门牌号暂时用 px、py 表示
2.让 10 住进 px，让 20 住进 py
3.其中门牌号就是 px、py 就是变量的地址
4.x 和 y 在这里可以理解为具体的房间，房间 x 的门牌号（地址）是 px，房间 y 的门牌号（地址）是 py。而 10 和 20，通过 px、py 两个门牌，找到房间，住进 x、y。

1.2、指针变量和指针的类型

指针变量就是一个变量，它存储的内容是一个指针。如果用前面的例子，可以理解为指针变量就是一张房卡，房卡存储了房间号的信息。

在我们定义一个变量的时候，要确定它的类型。int x、char ch、float、、、在定义指针变量时也是一样的，必须确定指针类型。int 变量的指针需要用 int 类型的指针存储，float 变量的指针需要用 float 类型的指针存储。就像你只能用酒店 A 的房卡存储酒店 A 中房间号的信息一样。

二、变量的指针与指针变量

变量的指针就是变量的存储地址，指针变量就是存储指针的变量。

2.1、指针变量的定义及使用

（1）指针变量的定义

指针变量的定义形式如：数据类型 *指针名;例如：

//分别定义了 int、float、char 类型的指针变量
int *x;
float *f;
char *ch;
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如上面的定义，指针变量名为 x、f、ch。并不是*x、*f、*ch

（2）指针变量的使用

取地址运算符&：单目运算符&是用来取操作对象的地址。例：&i 为取变量 i 的地址。对于常量表达式、寄存器变量不能取地址（因为它们存储在存储器中，没有地址）。
指针运算符*（间接寻址符）：与&为逆运算，作用是通过操作对象的地址，获取存储的内容。例：x = &i，x 为 i 的地址，*x 则为通过 i 的地址，获取 i 的内容。

代码示例：

//声明了一个普通变量 a
int a;
//声明一个指针变量，指向变量 a 的地址
int *pa;
//通过取地址符&，获取 a 的地址，赋值给指针变量
pa = &a;
//通过间接寻址符，获取指针指向的内容
printf("%d", *pa);

//声明了一个普通变量 a
int a;
//声明一个指针变量，指向变量 a 的地址
int *pa;
//通过取地址符&，获取 a 的地址，赋值给指针变量
pa = &a;
//通过间接寻址符，获取指针指向的内容
printf("%d", *pa);

（3）“&”和“*”的结合方向

“&”和“*”都是右结合的。假设有变量 x = 10，则*&x 的含义是，先获取变量 x 的地址，再获取地址中的内容。因为“&”和“*”互为逆运算，所以 x = *&x。

接下来做个小练习，输入 x、y 两个整数，然后将其中的值大的赋值给 x，小的赋值给 y。即：假设输入 x = 8，y = 9。就将 9 赋值给 x，8 赋值给 y。

void main(){
//声明两个普通变量
int x, y;
//声明两个指针变量
int *px, *py;
//声明一个临时变量，用于交换
int t;
//输入两个值，赋值给 x、y
scanf("%d", &x);
scanf("%d", &y);
//给指针变量 px、py 赋初值（关联变量 x、y）
px = &x;
py = &y;
//利用指针来对比 x、y 的值，如果 x 的值比 y 的值小，就交换
if(*px < *py){
//交换步骤，其中*px == x、*py == y
t = *px;
*px = *py;
*py = t;
}
printf("x = %d, y = %d", *px, *py);
}

void main(){
//声明两个普通变量
int x, y;
//声明两个指针变量
int *px, *py;
//声明一个临时变量，用于交换
int t;
//输入两个值，赋值给 x、y
scanf("%d", &x);
scanf("%d", &y);
//给指针变量 px、py 赋初值（关联变量 x、y）
px = &x;
py = &y;
//利用指针来对比 x、y 的值，如果 x 的值比 y 的值小，就交换
if(*px < *py){
//交换步骤，其中*px == x、*py == y
t = *px;
*px = *py;
*py = t;
}
printf("x = %d, y = %d", *px, *py);
}

输入：23 45
输出结果为：x = 45, y = 23

2.2、指针变量的初始化

指针变量与其它变量一样，在定义时可以赋值，即初始化。也可以赋值“NULL”或“0”，如果赋值“0”，此时的“0”含义并不是数字“0”，而是 NULL 的字符码值。

//利用取地址获取 x 的地址，在指针变量 px 定义时，赋值给 px
int x;
int *px = &x;
//定义指针变量，分别赋值“NULL”和“0”
int *p1= NULL, *p2 = 0;
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2.3、指针运算

（1）赋值运算

指针变量可以互相赋值，也可以赋值某个变量的地址，或者赋值一个具体的地址

int *px, *py, *pz, x = 10;
//赋予某个变量的地址
px = &x;
//相互赋值
py = px;
//赋值具体的地址
pz = 4000;
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（2）指针与整数的加减运算

指针变量的自增自减运算。指针加 1 或减 1 运算，表示指针向前或向后移动一个单元（不同类型的指针，单元长度不同）。这个在数组中非常常用。
指针变量加上或减去一个整形数。和第一条类似，具体加几就是向前移动几个单元，减几就是向后移动几个单元。
//定义三个变量，假设它们地址为连续的，分别为 4000、4004、4008
int x, y, z;

//定义一个指针，指向 x
int *px = &x;

//利用指针变量 px 加减整数，分别输出 x、y、z
printf("x = %d", *px); //因为 px 指向 x，所以*px = x

//px + 1，表示，向前移动一个单元（从 4000 到 4004）
//这里要先(px + 1)，再*(px + 1)获取内容，因为单目运算符“*”优先级高于双目运算符“+”
printf("y = %d", *(px + 1));
printf("z = %d", *(px + 2));
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（3）关系运算

假设有指针变量 px、py。

px > py 表示 px 指向的存储地址是否大于 py 指向的地址
px == py 表示 px 和 py 是否指向同一个存储单元
px == 0 和 px != 0 表示 px 是否为空指针
//定义一个数组，数组中相邻元素地址间隔一个单元
int num[2] = {1, 3};

//将数组中第一个元素地址和第二个元素的地址赋值给 px、py
int *px = &num[0], *py = &num[1];
int *pz = &num[0];
int *pn;

//则 py > px
if(py > px){
printf("py 指向的存储地址大于 px 所指向的存储地址");
}

//pz 和 px 都指向 num[0]
if(pz == px){
printf("px 和 pz 指向同一个地址");
}

//pn 没有初始化
if(pn == NULL || pn == 0){
printf("pn 是一个空指针");
}