4-1 指针

4-1 指针

⏱ 本节预计用时：30分钟

在讲数组那一节我们对指针做了简单的介绍，数组传参传的不是复制品，而是存首元素地址的变量，也就是指针。指针就是存地址的变量，就是这么简单。

指针的语法比较绕，但我相信学完这一讲，你能够看懂大部分使用指针的代码，另外的就是熟练度问题了。

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1 两个符号：& 和 *

1.1 & ------ 取地址

每个变量在内存里都有个"门牌号"（之前我们把变量比作格子，现在比作房子），也就是地址。用 &变量名，就能查到它的数字编号是多少：

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 42;
    printf("x 的值：%d\n", x);        // 42
    printf("x 的地址：%p\n", &x);     
    // 0x7ffd...（0x开头表示十六进制数）
    // %p 是专门打印地址的格式符。
    
    return 0;
}

运行情况：

每次运行，输出地址可能不一样，这是因为运行结束之后，房子被系统回收了，下次它再分配的可能不一样。

1.2 声明指针变量

声明时在变量名前加个 *：

int x = 42;
int *p = &x;    // p 是一张小纸条，记下了 x 的门牌号

第一次看基本必懵逼，别怕，继续用"房子"来想：

• x 是一栋房子，里面住着 42；
• &x 是这栋房子的门牌号（一串地址数字）；
• int *p = &x; 的意思是：再造一个格子 p，这个格子专门用来装门牌号 ，现在把 x 的门牌号塞进去。

所以 p 里装的数字，和 &x 完全一样------p 就是"存着 x 门牌号"的那个格子。打个比方：x 是房子，&x 是门牌号，p 就是那张记着门牌号的小纸条。

在1.1的示例里加入int *p = &x;，printf("x 的地址：%p\n", p);

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 42;
    int *p = &x; 
    printf("x 的值：%d\n", x);        
    printf("x 的地址：%p\n", &x);     
    printf("x 的地址：%p\n", p);
    return 0;
}

运行情况：

1.3 * ------ 解引用

*p 的意思是：顺着纸条找到 x 的房子，看里面的住户。不光能看，还能改：

int x = 42;
int *p = &x;

printf("%d\n", *p);   // 42 ------ 看房子的住户
*p = 100;             // 把 x 房的值改成 100
printf("%d\n", x);    // 100 ------ x 真被改了！

所以指针的全部就两件事：

• & 取地址：问门牌号
• * 解引用：顺着门牌号找到房子，看或改里面的值

这里有一个容易乱的点：* 在1.2是声明用的，意思是"我要造一个装地址的指针变量"，和这里的顺着地址去查变量不一样。

在1.2的示例里加入 printf("x 的值：%d\n", *p);

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 42;
    int *p = &x; 
    printf("x 的值：%d\n", x);       
    printf("x 的地址：%p\n", &x);     
    printf("x 的地址：%p\n", p);
    printf("x 的值：%d\n", *p);          
    return 0;
}

运行情况：

1.4 野指针 和 NULL

野指针，就是声明了、却没给它一个明确地址的指针。它里面装着的是一个随机的"垃圾编号"，你根本不知道它指向哪：

int *p;          // p 里是垃圾值，野指针！
*p = 42;         // 顺着一个随机编号去写 42，程序很可能崩溃

就像你手里有张空白纸条，却硬要按上面的"门牌号"去找房子------大概率走错门，甚至闯进别人家。

解决办法：声明时先把它指向"空"。 C 里用 NULL 表示"这个指针现在谁都不指"：

int *p = NULL;   // 明确告诉编译器：p 现在谁都不指

if (p != NULL) { // 安全习惯：用它之前先问一句"你指着没"
    *p = 42;
}

NULL 就是一个特殊值（等于 0），意思是"空、没有指向"。

• 声明指针时赋 NULL：不给它留下垃圾编号的机会
• 解引用前先判断 NULL：确认它真的指着东西再动手

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2 一张图弄清楚

地址:  0x100    0x104    0x108
     ┌─────────┬─────────┬─────────┐
     │   42    │         │  0x100  │
     └─────────┴─────────┴─────────┘
         x                 p
     （住户42）         （记着0x100）

• x 住在 0x100，里面是 42
• p 住在 0x108，里面是 0x100（就是 x 的门牌号）
• *p = 看地址 0x100 那房子的住户 = 42
• *p = 100 = 把 0x100 那房子改写成 100 → x 变成 100

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3 传地址，函数就能改外面的变量

回忆函数那章的"值传递"：传进去的是复印件的值，函数里改了，外面纹丝不动。

想把外面的变量也改掉，就把门牌号传进去，让函数顺着地址改原件：

#include <stdio.h>

void add10(int *p) {
    *p += 10;     // 顺着 p 改外面那个变量
}

int main() {
    int n = 5;
    printf("%d\n", n);  // 5
    add10(&n);    
    printf("%d\n", n);  // 15
    return 0;
}

传地址 → 就能通过地址改外面的变量。 这也是数组传参能改外面的原因------数组名本身就是首元素地址，传数组本质就是传指针。

运行情况：

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4 数组名就是指针

数组名是存放着首元素地址的指针常量。

#include <stdio.h>

int main() {
    int a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

    printf("%p\n", a);      // 数组名 = 首元素地址
    printf("%p\n", &a[0]);  // 和 &a[0] 打印出来一样

    int *p = a;             // 数组名可以直接塞进指针

    printf("%d\n", a[2]);   // 30
    printf("%d\n", *(a+2)); // 30 ------ a[2] 就是 *(a+2)
    printf("%d\n", p[2]);   // 30 ------ 指针也能用 []
    return 0;
}

运行情况：

记住三点：

1. 数组名是首元素的地址 ：a 和 &a[0] 是同一个数字，所以 int *p = a; 合法。
2. a[i] 本质就是 *(a+i) ：先首地址加偏移量，再解引用。[] 只是语法糖------所以只要手里有地址，p[2] 和 a[2] 都好使。
3. 数组名是指针常量，改不了 ：它相当于是const int *a，不能 a++、不能 a = p（门牌号改不了）；p 是变量，可以 p++ 往后挪。

看到数组名，就看成"首元素的门牌号"。 以后传数组、遍历数组，还有学生系统里 scanf("%31s", stu.name) 不用写 &，都是因为这个。

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5 总结

概念	含义	代码
地址	变量的门牌号	&x → 0x7fff...
指针	存地址的变量	int *p = &x;
*p	顺着地址看/改房子里的值	*p → 42
传地址	函数能改外面	add10(&n);
数组名	首元素的地址，能当指针用	int *p = a;
野指针	声明后没赋地址，装着垃圾值	int *p; 别乱用
NULL	空指针，谁都不指	int *p = NULL; 用前先判断

1. 指针 = 存地址的变量，本身没魔法
2. & 取地址，* 解引用------全部就这两个操作
3. 传地址能改外面------数组传参能改外面的本质
4. 数组名 = 首元素地址 ：a[i] 就是 *(a+i)，传数组就是传指针
5. 声明指针先赋 NULL，用前先判断，躲开野指针的坑

到这里，你已经会用指针指一个变量、一个数组了。可真实的数据往往不是"一个数"，而是"一坨"------比如一个学生，就有学号、姓名、三门成绩。

下一讲我们专门解决这件事：用指针指一整个结构体，看懂它在内存里怎么摆。学完那一讲，我们就正式动手做学生成绩管理系统。