C語言指針5分鐘教程

什麼是指針？什麼是內存地址？什麼叫做指針的取值？指針是一個存儲計算機內存地址的變量。在這份教程裏“引用”表示計算機內存地址。從指針指向的內存讀取數據稱作指針的取值。指針可以指向某些具體類型的變量地址，例如int、long和double。指針也可以是void類型、NULL指針和未初始化指針。本文會對上述所有指針類型進行探討。

C語言指針5分鐘教程

根據出現的位置不同，操作符 * 既可以用來聲明一個指針變量，也可以用作指針的取值。當用在聲明一個變量時，*表示這裏聲明瞭一個指針。其它情況用到*表示指針的取值。

&是地址操作符，用來引用一個內存地址。通過在變量名字前使用&操作符，我們可以得到該變量的內存地址。

// 聲明一個int指針

int *ptr;

// 聲明一個int值

int val = 1;

// 為指針分配一個int值的引用

ptr = &val;

// 對指針進行取值，打印存儲在指針地址中的內容

int deref = *ptr;

printf("%d", deref);

第2行，我們通過*操作符聲明瞭一個int指針。接着我們聲明瞭一個int變量並賦值為1。然後我們用int變量的地址初始化我們的int指針。接下來對int指針取值，用變量的內存地址初始化int指針。最終，我們打印輸出變量值，內容為1。

第6行的&val是一個引用。在val變量聲明並初始化內存之後，通過在變量名之前使用地址操作符&我們可以直接引用變量的內存地址。

第8行，我們再一次使用*操作符來對該指針取值，可直接獲得指針指向的內存地址中的數據。由於指針聲明的類型是int，所以取到的值是指針指向的內存地址存儲的int值。

這裏可以把指針、引用和值的關係類比為信封、郵箱地址和房子。一個指針就好像是一個信封，我們可以在上面填寫郵寄地址。一個引用（地址）就像是一個郵件地址，它是實際的地址。取值就像是地址對應的房子。我們可以把信封上的地址擦掉，寫上另外一個我們想要的.地址，但這個行為對房子沒有任何影響。

　　void指針、NULL指針和未初始化指針

一個指針可以被聲明為void類型，比如void *x。一個指針可以被賦值為NULL。一個指針變量聲明之後但沒有被賦值，叫做未初始化指針。

int *uninit;

// int指針未初始化

int *nullptr = NULL;

// 初始化為NULL

void *vptr;

// void指針未初始化

int val = 1;

int *iptr;

int *castptr;

// void類型可以存儲任意類型的指針或引用

iptr = &val;

vptr = iptr;

printf("iptr=%p, vptr=%p", iptr, vptr);

// 通過顯示轉換，我們可以把一個void指針轉成

// int指針並進行取值

castptr = (int *)vptr;

printf("*castptr=%d", *castptr);

// 打印null和未初始化指針

printf("uninit=%p, nullptr=%p", uninit, nullptr);

// 不知道你會得到怎樣的返回值，會是隨機的垃圾地址嗎？

// printf("*nullptr=%d", nullptr);

// 這裏會產生一個段錯誤

// printf("*nullptr=%d", nullptr);

執行上面的代碼，你會得到類似下面對應不同內存地址的輸出。

iptr=0x7fff94b89c6c, vptr=0x7fff94b89c6c

*castptr=1

uninit=0x7fff94b89d50, nullptr=(nil)

第1行我們聲明瞭一個未初始化int指針。所有的指針在賦值為NULL、一個引用（地址）或者另一個指針之前都是未被初始化的。第2行我們聲明瞭一個NULL指針。第3行聲明瞭一個void指針。第4行到第6行聲明瞭一個int值和幾個int指針。

第9行到11行，我們為int指針賦值為一個引用並把int指針賦值為void指針。void指針可以保存各種其它指針類型。大多數時候它們被用來存儲數據結構。可以注意到，第11行我們打印了int和void指針的地址。它們現在指向了同樣的內存地址。所有的指針都存儲了內存地址。它們的類型只在取值時起作用。

第15到16行，我們把void指針轉換為int指針castptr。請注意這裏需要顯示轉換。雖然C語言並不要求顯示地轉換，但這樣會增加代碼的可讀性。接着我們對castptr指針取值，值為1。

第19行非常有意思，在這裏打印未初始化指針和NULL指針。值得注意的是，未初始化指針是有內存地址的，而且是一個垃圾地址。不知道這個內存地址指向的值是什麼。這就是為什麼不要對未初始化指針取值的原因。最好的情況是你取到的是垃圾地址接下來你需要對程序進行調試，最壞的情況則會導致程序崩潰。

NULL指針被初始化為o。NULL是一個特殊的地址，用NULL賦值的指針指向的地址為0而不是隨機的地址。只有當你準備使用這個地址時有效。不要對NULL地址取值，否則會產生段錯誤。

　指針和數組

C語言的數組表示一段連續的內存空間，用來存儲多個特定類型的對象。與之相反，指針用來存儲單個內存地址。數組和指針不是同一種結構因此不可以互相轉換。而數組變量指向了數組的第一個元素的內存地址。

一個數組變量是一個常量。即使指針變量指向同樣的地址或者一個不同的數組，也不能把指針賦值給數組變量。也不可以將一個數組變量賦值給另一個數組。然而，可以把一個數組變量賦值給指針，這一點似乎讓人感到費解。把數組變量賦值給指針時，實際上是把指向數組第一個元素的地址賦給指針。

int myarray[4] = {1,2,3,0};

int *ptr = myarray;

printf("*ptr=%d", *ptr);

// 數組變量是常量，不能做下面的賦值

// myarray = ptr

// myarray = myarray2

// myarray = &myarray2[0]

第1行初始化了一個int數組，第2行用數組變量初始化了一個int指針。由於數組變量實際上是第一個元素的地址，因此我們可以把這個地址賦值給指針。這個賦值與int *ptr = &myarray[0]效果相同，顯示地把數組的第一個元素地址賦值到了ptr引用。這裏需要注意的是，這裏指針需要和數組的元素類型保持一致，除非指針類型為void。

　　指針與結構體

就像數組一樣，指向結構體的指針存儲了結構體第一個元素的內存地址。與數組指針一樣，結構體的指針必須聲明和結構體類型保持一致，或者聲明為void類型。

struct person {

int age;

char *name;

};

struct person first;

struct person *ptr;

= 21;

char *fullname = "full name";

= fullname;

ptr = &first;

printf("age=%d, name=%s", , ptr->name);

第1至6行聲明瞭一個person結構體，一個變量指向了一個person結構體和指向person結構體的指針。第8行為age成員賦了一個int值。第9至10行我們聲明瞭一個char指針並賦值給一個char數組並賦值給結構體name成員。第11行我們把一個person結構體引用賦值給結構體變量。

第13行我們打印了結構體實例的age和name。這裏需要注意兩個不同的符號，’.’ 和 ‘->’ 。結構體實例可以通過使用 ‘.’ 符號訪問age變量。對於結構體實例的指針，我們可以通過 ‘->’ 符號訪問name變量。也可以同樣通過(*ptr)來訪問name變量。

　　總結

希望這份簡短的概述能夠有助於瞭解不同的指針類型。在後續的博文中我們會探討其它類型的指針和高級用法，比如函數指針。