文章目录
- [1. 基本概念](#1. 基本概念)
- [2. 指针的定义与初始化](#2. 指针的定义与初始化)
- [3. 核心操作符](#3. 核心操作符)
- [4. 指针的常见用途](#4. 指针的常见用途)
- [5. 特殊指针类型](#5. 特殊指针类型)
- [6. 指针的算术运算](#6. 指针的算术运算)
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- [7. 多级指针(指向指针的指针)](#7. 多级指针(指向指针的指针))
- [8. 总结:为什么要用指针?](#8. 总结:为什么要用指针?)
指针(Pointer)是 C 语言的灵魂,也是它强大且灵活的核心原因。简单来说,指针就是内存地址。
1. 基本概念
在计算机内存中,每个字节都有一个唯一的编号,这个编号就是地址。
变量:是内存空间的别名,存储的是具体的值。
指针变量:是一种特殊的变量,它存储的是另一个变量的内存地址。
2. 指针的定义与初始化
定义指针时,使用 * 符号表示该变量是一个指针。
bash
int a = 10; // 普通整型变量
int *p; // 定义一个指向整型数据的指针变量 p
p = &a; // 将变量 a de 地址赋值给 p(& 是取地址符)
3. 核心操作符
& (取地址符):获取变量在内存中的地址。
- (解引用符/间接访问符):获取指针所指向的地址中存储的值。
bash
printf("a 的地址: %p\n", &a); // 输出地址
printf("p 的值: %p\n", p); // 输出地址(与上面相同)
printf("p 指向的值: %d\n", *p); // 输出 10
4. 指针的常见用途
4.1、改变函数外部的变量(传址调用)
C 语言函数参数是值传递。如果想在函数内部修改外部变量,必须传递指针。
bash
void swap(int *x, int *y) {
int temp = *x;
*x = *y;
*y = temp;
}
4.2、数组与指针
数组名在大多数情况下会被视为指向数组首元素的指针。
bash
int arr[3] = {10, 20, 30};
int *ptr = arr; // 等价于 ptr = &arr[0]
printf("%d", *(ptr + 1)); // 输出 20(指针算术运算)
4.3、动态内存分配
使用 malloc 或 calloc 在程序运行时申请内存,返回的就是指针。
bash
int *p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10); // 申请 10 个整数的空间
5. 特殊指针类型
空指针 (NULL):不指向任何有效地址的指针。初始化指针时建议设为 NULL,防止出现"野指针"。
坏指针/野指针:指向非法内存区域的指针,直接使用会导致程序崩溃(Segmentation Fault)。
void 指针 (void *):通用指针类型,可以指向任何类型的数据,但在使用前必须进行强制类型转换。
6. 指针的算术运算
指针可以进行加减运算,但其步长取决于指针指向的数据类型:
int *p; p++; ------ 地址增加 sizeof(int)(通常是 4 字节)。
char *p; p++; ------ 地址增加 sizeof(char)(1 字节)。
int *p; p--; ------ 地址减少 sizeof(int)(通常是 4 字节)。
char *p; p--; ------ 地址减少 sizeof(char)(1 字节)。
7. 多级指针(指向指针的指针)
指针本身也是变量,也有地址,所以可以用另一个指针来存储指针的地址。
bash
int a = 10;
int *p = &a;
int **pp = &p; // 二级指针
8. 总结:为什么要用指针?
效率:传递指针比传递大型结构体或数组快得多(只需复制 4 或 8 字节的地址)。
动态性:支持在运行时分配内存。
底层操作:可以直接访问硬件地址或处理复杂的链表、树等数据结构。