C 语言指针

指针是 C 和 C++ 编程中强大的功能。在学习指针之前，让我们先了解 C 语言中的地址。

C 语言中的地址

如果你的程序中有一个变量 var，&var 将会给出它的内存地址。

我们在使用 scanf() 函数时已经多次使用过地址。

scanf("%d", &var);

这里，用户输入的值被存储在 var 变量的地址中。让我们看一个实际的例子。

#include <stdio.h>
int main()
{
  int var = 5;
  printf("var: %d\n", var);

  // Notice the use of & before var
  printf("address of var: %p", &var);  
  return 0;
}

输出

var: 5 
address of var: 2686778

注意： 当你运行上面的代码时，你可能会得到一个不同的地址。

C 语言指针

指针（指针变量）是特殊的变量，它们用于存储地址而不是值。

指针语法

我们可以这样声明指针。

int* p;

这里，我们声明了一个 int 类型的指针 p。

你也可以这样声明指针。

int *p1;
int * p2;

让我们再举一个声明指针的例子。

int* p1, p2;

这里，我们声明了一个指针 p1 和一个普通变量 p2。

将地址分配给指针

让我们举个例子。

int* pc, c;
c = 5;
pc = &c;

这里，5 被分配给了 c 变量。然后，c 的地址被分配给了 pc 指针。

获取指针所指的内容的值

要获取指针所指向的内容的值，我们使用 * 运算符。例如：

int* pc, c;
c = 5;
pc = &c;
printf("%d", *pc);   // Output: 5

这里，c 的地址被分配给了 pc 指针。要获取该地址中存储的值，我们使用了 *pc。

更改指针所指向的值

让我们举个例子。

int* pc, c;
c = 5;
pc = &c;
c = 1;
printf("%d", c);    // Output: 1
printf("%d", *pc);  // Ouptut: 1

我们将 c 的地址分配给了 pc 指针。

然后，我们将 c 的值更改为 1。由于 pc 和 c 的地址相同，*pc 的值为 1。

让我们再举一个例子。

int* pc, c;
c = 5;
pc = &c;
*pc = 1;
printf("%d", *pc);  // Ouptut: 1
printf("%d", c);    // Output: 1

我们将 c 的地址分配给了 pc 指针。

然后，我们使用 *pc = 1; 将 *pc 更改为 1。由于 pc 和 c 的地址相同，c 的值将变为 1。

让我们再举一个例子。

int* pc, c, d;
c = 5;
d = -15;

pc = &c; printf("%d", *pc); // Output: 5
pc = &d; printf("%d", *pc); // Ouptut: -15

最初，使用 pc = &c; 将 c 的地址分配给 pc 指针。由于 c 是 5，*pc 的值为 5。

然后，使用 pc = &d; 将 d 的地址分配给 pc 指针。由于 d 是 -15，*pc 的值为 -15。

示例：指针的工作原理

让我们看一个实际的例子。

#include <stdio.h>
int main()
{
   int* pc, c;
   
   c = 22;
   printf("Address of c: %p\n", &c);
   printf("Value of c: %d\n\n", c);  // 22
   
   pc = &c;
   printf("Address of pointer pc: %p\n", pc);
   printf("Content of pointer pc: %d\n\n", *pc); // 22
   
   c = 11;
   printf("Address of pointer pc: %p\n", pc);
   printf("Content of pointer pc: %d\n\n", *pc); // 11
   
   *pc = 2;
   printf("Address of c: %p\n", &c);
   printf("Value of c: %d\n\n", c); // 2
   return 0;
}

输出

Address of c: 2686784
Value of c: 22

Address of pointer pc: 2686784
Content of pointer pc: 22

Address of pointer pc: 2686784
Content of pointer pc: 11

Address of c: 2686784
Value of c: 2

程序说明

1. int* pc, c;
   
   这里，创建了一个类型均为 int 的指针 pc 和一个普通变量 c。
   由于 pc 和 c 最初未初始化，指针 pc 指向无地址或随机地址。而变量 c 有一个地址，但包含随机的垃圾值。
    
2. c = 22;
   
   这会将 22 分配给变量 c。也就是说，22 被存储在变量 c 的内存位置中。
    
3. pc = &c;
   
   这会将变量 c 的地址分配给指针 pc。
    
4. c = 11;
   
   这会将 11 分配给变量 c。
    
5. *pc = 2;
   
   这会将指针 pc 所指向的内存位置的值更改为 2。

使用指针时的常见错误

假设你想让指针 pc 指向 c 的地址。那么，

int c, *pc;

// pc is address but c is not
pc = c;  // Error

// &c is address but *pc is not
*pc = &c;  // Error

// both &c and pc are addresses
pc = &c;  // Not an error

// both c and *pc are values 
*pc = c;  // Not an error

这是一个初学者经常觉得难以理解的指针语法示例。

#include <stdio.h>
int main() {
   int c = 5;
   int *p = &c;

   printf("%d", *p);  // 5
   return 0; 
}

为什么我们在使用 int *p = &c; 时没有收到错误？

这是因为

int *p = &c;

等同于

int *p;
p = &c;

在这两种情况下，我们都在创建指针 p（而不是 *p）并将 &c 分配给它。

为了避免这种混淆，我们可以使用如下语句

int* p = &c;

现在你已经知道了什么是指针，在下一个教程中你将学习指针与数组的关系。