[[441439]]

 指針是一個(gè)特殊的變量，它里面存儲(chǔ)的數(shù)值被解釋成為內(nèi)存里的一個(gè)地址。要搞清一個(gè)指針需要搞清指針的四方面的內(nèi)容：指針的類型，指針?biāo)赶虻念愋?，指針的值或者叫指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)，還有指針本身所占據(jù)的內(nèi)存區(qū)。讓我們分別說明。

先聲明幾個(gè)指針放著做例子：

例一： 

int*ptr;    
char*ptr;    
int**ptr;    
int(*ptr)[3];  
int*(*ptr)[4]; 

指針的類型

從語法的角度看，你只要把指針聲明語句里的指針名字去掉，剩下的部分就是這個(gè)指針的類型。這是指針本身所具有的類型。讓我們看看例一中各個(gè)指針的類型： 

int *ptr; //指針的類型是int *    
char *ptr; //指針的類型是char *    
int **ptr; //指針的類型是 int **   
int (*ptr)[3]; //指針的類型是 int(*)[3]   
int *(*ptr)[4]; //指針的類型是 int *(*)[4] 

怎么樣？找出指針的類型的方法是不是很簡單？

指針?biāo)赶虻念愋?/h3>

當(dāng)你通過指針來訪問指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)時(shí)，指針?biāo)赶虻念愋蜎Q定了編譯器將把那片內(nèi)存區(qū)里的內(nèi)容當(dāng)做什么來看待。

從語法上看，你只需把指針聲明語句中的指針名字和名字左邊的指針聲明符*去掉，剩下的就是指針?biāo)赶虻念愋汀＠纾?nbsp;

int *ptr; //指針?biāo)赶虻念愋褪莍nt    
char *ptr; //指針?biāo)赶虻牡念愋褪莄har   
int **ptr; //指針?biāo)赶虻牡念愋褪?nbsp;int *   
int (*ptr)[3]; //指針?biāo)赶虻牡念愋褪?nbsp;int()[3]   
int *(*ptr)[4]; //指針?biāo)赶虻牡念愋褪?nbsp;int *()[4] 

在指針的算術(shù)運(yùn)算中，指針?biāo)赶虻念愋陀泻艽蟮淖饔谩?/p>

指針的類型(即指針本身的類型)和指針?biāo)赶虻念愋褪莾蓚€(gè)概念。當(dāng)你對(duì)C越來越熟悉時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，把與指針攪和在一起的“類型”這個(gè)概念分成“指針的類型”和“指針?biāo)赶虻念愋?rdquo;兩個(gè)概念，是精通指針的關(guān)鍵點(diǎn)之一。我看了不少書，發(fā)現(xiàn)有些寫得差的書中，就把指針的這兩個(gè)概念攪在一起了，所以看起書來前后矛盾，越看越糊涂。

指針的值

指針的值是指針本身存儲(chǔ)的數(shù)值，這個(gè)值將被編譯器當(dāng)作一個(gè)地址，而不是一個(gè)一般的數(shù)值。在32位程序里，所有類型的指針的值都是一個(gè)32位整數(shù)，因?yàn)?2位程序里內(nèi)存地址全都是32位長。

指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)就是從指針的值所代表的那個(gè)內(nèi)存地址開始，長度為sizeof(指針?biāo)赶虻念愋?的一片內(nèi)存區(qū)。以后，我們說一個(gè)指針的值是XX，就相當(dāng)于說該指針指向了以XX為首地址的一片內(nèi)存區(qū)域；我們說一個(gè)指針指向了某塊內(nèi)存區(qū)域，就相當(dāng)于說該指針的值是這塊內(nèi)存區(qū)域的首地址。

指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)和指針?biāo)赶虻念愋褪莾蓚€(gè)完全不同的概念。在例一中，指針?biāo)赶虻念愋鸵呀?jīng)有了，但由于指針還未初始化，所以它所指向的內(nèi)存區(qū)是不存在的，或者說是無意義的。

以后，每遇到一個(gè)指針，都應(yīng)該問問：這個(gè)指針的類型是什么？指針指向的類型是什么？該指針指向了哪里？

指針本身所占據(jù)的內(nèi)存區(qū)

指針本身占了多大的內(nèi)存？你只要用函數(shù)sizeof(指針的類型)測(cè)一下就知道了。在32位平臺(tái)里，指針本身占據(jù)了4個(gè)字節(jié)的長度。

指針本身占據(jù)的內(nèi)存這個(gè)概念在判斷一個(gè)指針表達(dá)式是否是左值時(shí)很有用。

指針的算術(shù)運(yùn)算

指針可以加上或減去一個(gè)整數(shù)。指針的這種運(yùn)算的意義和通常的數(shù)值的加減運(yùn)算的意義是不一樣的。例如：

例二： 

char a[20];    
int *ptr=a;   
...   
..   ptr++; 

在上例中，指針ptr的類型是int*,它指向的類型是int，它被初始化為指向整形變量a。接下來的第3句中，指針ptr被加了1，編譯器是這樣處理的：它把指針ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程序中，是被加上了4。由于地址是用字節(jié)做單位的，故ptr所指向的地址由原來的變量a的地址向高地址方向增加了4個(gè)字節(jié)。

由于char類型的長度是一個(gè)字節(jié)，所以，原來ptr是指向數(shù)組a的第0號(hào)單元開始的四個(gè)字節(jié)，此時(shí)指向了數(shù)組a中從第4號(hào)單元開始的四個(gè)字節(jié)。

我們可以用一個(gè)指針和一個(gè)循環(huán)來遍歷一個(gè)數(shù)組，看例子：

例三： 

int array[20];   
int *ptr=array;   
...    
//此處略去為整型數(shù)組賦值的代碼。  
...    
for(i=0;i<20;i++)  
{        
    (*ptr)++;   
     ptr++；  
} 

這個(gè)例子將整型數(shù)組中各個(gè)單元的值加1。由于每次循環(huán)都將指針ptr加1，所以每次循環(huán)都能訪問數(shù)組的下一個(gè)單元。再看例子：

例四： 

char a[20];    
int *ptr = a;    
...    
...    
ptr += 5; 

在這個(gè)例子中，ptr被加上了5，編譯器是這樣處理的：將指針ptr的值加上5乘sizeof(int)，在32位程序中就是加上了5乘4=20。由于地址的單位是字節(jié)，故現(xiàn)在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址來說，向高地址方向移動(dòng)了20個(gè)字節(jié)。在這個(gè)例子中，沒加5前的ptr指向數(shù)組a的第0號(hào)單元開始的四個(gè)字節(jié)，加5后，ptr已經(jīng)指向了數(shù)組a的合法范圍之外了。雖然這種情況在應(yīng)用上會(huì)出問題，但在語法上卻是可以的。這也體現(xiàn)出了指針的靈活性。

如果上例中，ptr是被減去5，那么處理過程大同小異，只不過ptr的值是被減去5乘sizeof(int)，新的ptr指向的地址將比原來的ptr所指向的地址向低地址方向移動(dòng)了20個(gè)字節(jié)。

總結(jié)一下，一個(gè)指針ptrold加上一個(gè)整數(shù)n后，結(jié)果是一個(gè)新的指針ptrnew，ptrnew的類型和ptrold的類型相同，ptrnew所指向的類型和ptrold所指向的類型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值增加了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個(gè)字節(jié)。就是說，ptrnew所指向的內(nèi)存區(qū)，將比ptrold所指向的內(nèi)存區(qū)，向高地址方向移動(dòng)了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個(gè)字節(jié)。一個(gè)指針ptrold減去一個(gè)整數(shù)n后，結(jié)果是一個(gè)新的指針ptrnew，ptrnew的類型和ptrold的類型相同，ptrnew所指向的類型和ptrold所指向的類型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值，減少了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個(gè)字節(jié)，就是說，ptrnew所指向的內(nèi)存區(qū)，將比ptrold所指向的內(nèi)存區(qū)，向低地址方向移動(dòng)了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個(gè)字節(jié)。

運(yùn)算符&和*

這里&是取地址運(yùn)算符，*是...書上叫做“間接運(yùn)算符”。&a的運(yùn)算結(jié)果是一個(gè)指針，指針的類型是a的類型加個(gè)*，指針?biāo)赶虻念愋褪莂的類型，指針?biāo)赶虻牡刂仿?，那就是a的地址。*p的運(yùn)算結(jié)果就五花八門了?？傊?p的結(jié)果是p所指向的東西，這個(gè)東西有這些特點(diǎn)：它的類型是p指向的類型，它所占用的地址是p所指向的地址。

例五： 

int a=12;   
int b;    
int *p;    
int **ptr;  
p=&a;//&a的結(jié)果是一個(gè)指針，類型是int*，指向的類型是int，指向的地址是a的地址。  
*p=24;//*p的結(jié)果，在這里它的類型是int，它所占用的地址是p所指向的地址，顯然，*p就是變量a。  
ptr=&p;//&p的結(jié)果是個(gè)指針，該指針的類型是p的類型加個(gè)*，在這里是int**。該指針?biāo)赶虻念愋褪莗的類型，這里是int*。該指針?biāo)赶虻牡刂肪褪侵羔榩自己的地址。  
*ptr=&b;//*ptr是個(gè)指針，&b的結(jié)果也是個(gè)指針，且這兩個(gè)指針的類型和所指向的類型是一樣的，所以?amp;b來給*ptr賦值就是毫無問題的了。  
**ptr=34;//*ptr的結(jié)果是ptr所指向的東西，在這里是一個(gè)指針，對(duì)這個(gè)指針再做一次*運(yùn)算，結(jié)果就是一個(gè)int類型的變量。 

指針表達(dá)式

一個(gè)表達(dá)式的最后結(jié)果如果是一個(gè)指針，那么這個(gè)表達(dá)式就叫指針表達(dá)式。下面是一些指針表達(dá)式的例子：

例六： 

int a,b;   
int array[10];  
int *pa;    
pa=&a;//&a是一個(gè)指針表達(dá)式。 
int **ptr=&pa;//&pa也是一個(gè)指針表達(dá)式。  
*ptr=&b;//*ptr和&b都是指針表達(dá)式。  
pa=array;    
pa++;//這也是指針表達(dá)式。 

例七： 

char *arr[20];    
char **parr=arr;//如果把a(bǔ)rr看作指針的話，arr也是指針表達(dá)式    
char *str;    
str=*parr;//*parr是指針表達(dá)式    
str=*(parr+1);//*(parr+1)是指針表達(dá)式    
str=*(parr+2);//*(parr+2)是指針表達(dá)式 

由于指針表達(dá)式的結(jié)果是一個(gè)指針，所以指針表達(dá)式也具有指針?biāo)哂械乃膫€(gè)要素：指針的類型，指針?biāo)赶虻念愋?，指針指向的?nèi)存區(qū)，指針自身占據(jù)的內(nèi)存。

好了，當(dāng)一個(gè)指針表達(dá)式的結(jié)果指針已經(jīng)明確地具有了指針自身占據(jù)的內(nèi)存的話，這個(gè)指針表達(dá)式就是一個(gè)左值，否則就不是一個(gè)左值。在例七中，&a不是一個(gè)左值，因?yàn)樗€沒有占據(jù)明確的內(nèi)存。*ptr是一個(gè)左值，因?yàn)?ptr這個(gè)指針已經(jīng)占據(jù)了內(nèi)存，其實(shí)*ptr就是指針pa，既然pa已經(jīng)在內(nèi)存中有了自己的位置，那么*ptr當(dāng)然也有了自己的位置。

數(shù)組和指針的關(guān)系

如果對(duì)聲明數(shù)組的語句不太明白的話，請(qǐng)參閱我前段時(shí)間貼出的文章<<如何理解c和c++的復(fù)雜類型聲明>>。數(shù)組的數(shù)組名其實(shí)可以看作一個(gè)指針?？聪吕?/p>

例八： 

int array[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value; 
...    
...    
value=array[0];//也可寫成：value=*array;    
value=array[3];//也可寫成：value=*(array+3);    
value=array[4];//也可寫成：value=*(array+4); 

上例中，一般而言數(shù)組名array代表數(shù)組本身，類型是int [10]，但如果把a(bǔ)rray看做指針的話，它指向數(shù)組的第0個(gè)單元，類型是int *，所指向的類型是數(shù)組單元的類型即int。因此*array等于0就一點(diǎn)也不奇怪了。同理，array+3是一個(gè)指向數(shù)組第3個(gè)單元的指針，所以*(array+3)等于3。其它依此類推。

例九： 

char *str[3]={    
"Hello,this is a sample!",  
Hi,good morning.",    
"Hello world"   
};    
char s[80]；  
strcpy(s,str[0]);//也可寫成strcpy(s,*str);  
strcpy(s,str[1]);//也可寫成strcpy(s,*(str+1));    
strcpy(s,str[2]);//也可寫成strcpy(s,*(str+2)); 

上例中，str是一個(gè)三單元的數(shù)組，該數(shù)組的每個(gè)單元都是一個(gè)指針，這些指針各指向一個(gè)字符串。把指針數(shù)組名str當(dāng)作一個(gè)指針的話，它指向數(shù)組的第0號(hào)單元，它的類型是char*，它指向的類型是char 。

*str也是一個(gè)指針，它的類型是char*，它所指向的類型是char，它指向的地址是字符串"Hello,this is a sample!"的第一個(gè)字符的地址，即'H'的地址。str+1也是一個(gè)指針，它指向數(shù)組的第1號(hào)單元，它的類型是char*，它指向的類型是char 。

*(str+1)也是一個(gè)指針，它的類型是char*，它所指向的類型是char，它指向"Hi,good morning."的第一個(gè)字符'H'，等等。

下面總結(jié)一下數(shù)組的數(shù)組名的問題。聲明了一個(gè)數(shù)組TYPE array[n]，則數(shù)組名稱array就有了兩重含義：第一，它代表整個(gè)數(shù)組，它的類型是TYPE [n]；第二，它是一個(gè)指針，該指針的類型是TYPE*，該指針指向的類型是TYPE，也就是數(shù)組單元的類型，該指針指向的內(nèi)存區(qū)就是數(shù)組第0號(hào)單元，該指針自己占有單獨(dú)的內(nèi)存區(qū)，注意它和數(shù)組第0號(hào)單元占據(jù)的內(nèi)存區(qū)是不同的。該指針的值是不能修改的，即類似array++的表達(dá)式是錯(cuò)誤的。

在不同的表達(dá)式中數(shù)組名array可以扮演不同的角色。

在表達(dá)式sizeof(array)中，數(shù)組名array代表數(shù)組本身，故這時(shí)sizeof函數(shù)測(cè)出的是整個(gè)數(shù)組的大小。

在表達(dá)式*array中，array扮演的是指針，因此這個(gè)表達(dá)式的結(jié)果就是數(shù)組第0號(hào)單元的值。sizeof(*array)測(cè)出的是數(shù)組單元的大小。

表達(dá)式array+n（其中n=0，1，2，....。）中，array扮演的是指針，故array+n的結(jié)果是一個(gè)指針，它的類型是TYPE*，它指向的類型是TYPE，它指向數(shù)組第n號(hào)單元。故sizeof(array+n)測(cè)出的是指針類型的大小。

例十： 

int array[10];    
int (*ptr)[10];    
ptr=&array; 

上例中ptr是一個(gè)指針，它的類型是int (*)[10]，他指向的類型是int [10]，我們用整個(gè)數(shù)組的首地址來初始化它。在語句ptr=&array中，array代表數(shù)組本身。

本節(jié)中提到了函數(shù)sizeof()，那么我來問一問，sizeof(指針名稱)測(cè)出的究竟是指針自身類型的大小呢，還是指針?biāo)赶虻念愋偷拇笮。看鸢甘乔罢?。例如?/p>

int (*ptr)[10]; 

則在32位程序中，有： 

sizeof(int(*)[10])==4    
sizeof(int [10])==40   
sizeof(ptr)==4  

實(shí)際上，sizeof(對(duì)象)測(cè)出的都是對(duì)象自身的類型的大小，而不是別的什么類型的大小。

指針和結(jié)構(gòu)類型的關(guān)系

可以聲明一個(gè)指向結(jié)構(gòu)類型對(duì)象的指針。

例十一： 

struct MyStruct    
{    
int a;    
int b;    
int c;    
}    
MyStruct ss={20,30,40};//聲明了結(jié)構(gòu)對(duì)象ss，并把ss的三個(gè)成員初始化為20，30和40。  
MyStruct *ptr=&ss;//聲明了一個(gè)指向結(jié)構(gòu)對(duì)象ss的指針。它的類型是MyStruct*,它指向的類型是MyStruct。  
int *pstr=(int*)&ss;//聲明了一個(gè)指向結(jié)構(gòu)對(duì)象ss的指針。但是它的類型和它指向的類型和ptr是不同的。 

請(qǐng)問怎樣通過指針ptr來訪問ss的三個(gè)成員變量？

答案： 

ptr->a;    
ptr->b;    
ptr->c; 

又請(qǐng)問怎樣通過指針pstr來訪問ss的三個(gè)成員變量？

答案： 

*pstr；//訪問了ss的成員a。 
*(pstr+1);//訪問了ss的成員b。  
*(pstr+2)//訪問了ss的成員c。 

呵呵，雖然我在我的MSVC++6.0上調(diào)試過上述代碼，但是要知道，這樣使用pstr來訪問結(jié)構(gòu)成員是不正規(guī)的，為了說明為什么不正規(guī)，讓我們看看怎樣通過指針來訪問數(shù)組的各個(gè)單元：

例十二： 

int array[3]={35,56,37};   
int *pa=array; 

通過指針pa訪問數(shù)組array的三個(gè)單元的方法是： 

*pa;//訪問了第0號(hào)單元    
*(pa+1);//訪問了第1號(hào)單元    
*(pa+2);//訪問了第2號(hào)單元 

從格式上看倒是與通過指針訪問結(jié)構(gòu)成員的不正規(guī)方法的格式一樣。

所有的C/C++編譯器在排列數(shù)組的單元時(shí)，總是把各個(gè)數(shù)組單元存放在連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)里，單元和單元之間沒有空隙。但在存放結(jié)構(gòu)對(duì)象的各個(gè)成員時(shí)，在某種編譯環(huán)境下，可能會(huì)需要字對(duì)齊或雙字對(duì)齊或者是別的什么對(duì)齊，需要在相鄰兩個(gè)成員之間加若干個(gè)“填充字節(jié)”，這就導(dǎo)致各個(gè)成員之間可能會(huì)有若干個(gè)字節(jié)的空隙。

所以，在例十二中，即使pstr訪問到了結(jié)構(gòu)對(duì)象ss的第一個(gè)成員變量a，也不能保證`(pstr+1)就一定能訪問到結(jié)構(gòu)成員b。因?yàn)槌蓡Ta和成員b之間可能會(huì)有若干填充字節(jié)，說不定*(pstr+1)`就正好訪問到了這些填充字節(jié)呢。這也證明了指針的靈活性。要是你的目的就是想看看各個(gè)結(jié)構(gòu)成員之間到底有沒有填充字節(jié)，嘿，這倒是個(gè)不錯(cuò)的方法。

通過指針訪問結(jié)構(gòu)成員的正確方法應(yīng)該是象例十二中使用指針ptr的方法。

指針和函數(shù)的關(guān)系

可以把一個(gè)指針聲明成為一個(gè)指向函數(shù)的指針。 

int fun1(char*,int);    
int (*pfun1)(char*,int);    
pfun1=fun1;    
....    
....    
int a=(*pfun1)("abcdefg",7);//通過函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)。 

可以把指針作為函數(shù)的形參。在函數(shù)調(diào)用語句中，可以用指針表達(dá)式來作為實(shí)參。