一文扒開C語言指針神秘的外衣，指針也不過如此嘛
指針是 C 語言的靈魂，指針可以直接操作內(nèi)存，指針使C程序更加高效，等等等等。相信 C 語言初學(xué)者學(xué)到指針時(shí)，會(huì)看到很多這樣描述指針的話，但是卻往往一頭霧水。所以，本節(jié)不會(huì)一上來就直接說指針，但是相信我，看完本節(jié)，你一定會(huì)覺得 C 語言的指針也不過如此，沒那么神秘。
上一節(jié)介紹了 C 語言中的數(shù)據(jù)類型，提到不同的數(shù)據(jù)類型的主要區(qū)別在于占用的存儲(chǔ)空間不同。我們知道，C 程序是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中的，因此 C 程序的變量也是存在于內(nèi)存中的。C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 char 類型占用一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，對(duì)其他整型卻沒有做規(guī)定，現(xiàn)在為了解釋的方便，我們假設(shè) int 類型的數(shù)據(jù)占用內(nèi)存 4 個(gè)字節(jié)。
假設(shè)我們?nèi)缦露x了兩個(gè)變量：
- signed char i = 3;
- int j = 8;
那么，i 占用了 1 字節(jié)的內(nèi)存空間，j 占用了 4 字節(jié)的內(nèi)存空間，請(qǐng)看下圖。
方框表示內(nèi)存空間，內(nèi)部表示存儲(chǔ)的值。我們把內(nèi)存逐字節(jié)編號(hào)，方框外部的數(shù)字表示方框的編號(hào)（這樣的內(nèi)存“編號(hào)”即所謂的“內(nèi)存地址”）。修改變量 i 的值，實(shí)際上就是修改地址為 4000 的內(nèi)存空間里的值。那反過來呢？如果我修改了地址為 4000 的內(nèi)存空間里的值，i 的值會(huì)相應(yīng)改變嗎？答案是肯定的，請(qǐng)繼續(xù)往下看。
上圖中的內(nèi)存地址“4000”是我為了解釋方便隨意取的。那么，在實(shí)際應(yīng)用中，變量 i 的地址如何獲取呢？C 語言提供了“&”運(yùn)算符，就是獲取變量地址的。請(qǐng)看下面的例子：
- #include <stdio.h>
- int main()
- {
- signed char i = 3;
- int j = 8;
- long p1 = (long)&i;
- printf("p1: %ld
- ", p1);
- return 0;
- }
我們?nèi)〕隽?i 的地址，把它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為 long 型（關(guān)于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，可參考上一節(jié)），傳遞給 p1 了。編譯執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)變量 i 的地址被打印出來了。這說明，C 程序變量的地址也是一個(gè)整數(shù)。
按照上面的說法，修改 i 的值除了直接對(duì) i 賦值以外，還可以通過修改 p1 地址處的內(nèi)存空間里的數(shù)值。那，怎樣才能“通過修改 p1 地址處的內(nèi)存空間里的數(shù)值”修改 i 的值呢？
上面的代碼實(shí)例中，我們使用了 long 型變量 p1 存儲(chǔ)了 i 的地址。事實(shí)上，C 語言有專門的數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)地址，定義方式也很簡單，就是：“類型描述符 * ”，例如，可以定義以下變量存儲(chǔ)地址：
- signed char *p1 = &i;
- int *p2 = &j;
p1 和 p2 就是 C 語言中所謂的指針類型，因?yàn)?i 是 signed char 類型的，所以定義了 signed char * 類型的指針存儲(chǔ) i 的地址。j 是 int 類型的，所以定義了 int * 類型的指針存儲(chǔ) j 的地址。另外，C 語言提供了“&”運(yùn)算符取變量地址，與之對(duì)應(yīng)的，還提供了“ * ”運(yùn)算符從相應(yīng)地址內(nèi)存里取出數(shù)值。
好了，了解了 C 語言的指針類型和“ * ”運(yùn)算符，現(xiàn)在來看看如何“通過修改 p1 地址處的內(nèi)存空間里的數(shù)值”修改 i 的值。請(qǐng)看如下代碼：
- signed char *p1 = &i;
- *p1 = 5;
- printf("i=%d
- ", i);
編譯運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)程序輸出“i=5”，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了“通過修改 p1 地址處的內(nèi)存空間里的數(shù)值”修改 i 的值。
在定義變量時(shí)，” * “放在變量符號(hào)前，可以定義指針變量。在定義完指針變量后，“ * ”放在變量前，就表示從地址取值的運(yùn)算符了。另外，“ * ”還可以表示乘法運(yùn)算符，讀者自己思考什么情況下，“ * ”表示乘法運(yùn)算符。
以上的操作，實(shí)際上就是 C 語言的指針操作，可以看出它一點(diǎn)也不神秘，接下來幾節(jié)，我們將繼續(xù)討論 C 語言的指針，比如為什么 int 類型的變量 j 的地址要使用 int* p2; 定義，而不能使用 signed char* p2; 定義，使用指針為何能寫出緊湊、高效的 C 程序等等。
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