指针

本节探讨c语言中最重要的指针，c语言之所以如此灵活，关键就在于指针的运用，这是一个难点，也是学c语言必须要掌握的内容。

1、什么是指针？

指针如其名字所示的一样，他是一种有方向性的数据，能够指向别的数据类型。首先要明白的一点是，指针也是一种数据。那么在c语言中的指针是怎么运作的呢？在c语言中，我们通过*来创建指针数据，我们通过一个例子来看：

int a = 12; // 创建整形变量 a  
int *p = &a; // 创建指针 p 指向 a  
printf("a的地址：%p  a的大小为：%lu Byte  a的内容：%d\n", &a, sizeof(a), a); // 输出 a 的地址、大小及存储内容  
printf("p的地址：%p  p的大小为：%lu Byte  p的内容：%p\n", &p, sizeof(p), p); // 输出 p 的地址、大小及存储内容  
printf("p指向的内容为 %d\n", *p); // 输出p指向的内容 

在该例子中，我们创建了一个变量 a=12，然后创建了一个指针 p 指向 变量 a，我们看看程序输出情况：

a的地址：0x7fff5fbff8d8  a的大小为：4 Byte  a的内容：12  
p的地址：0x7fff5fbff8d0  p的大小为：8 Byte  p的内容：0x7fff5fbff8d8  
p指向的内容为 12 

从输出结果可以看出，变量 a 占用内存单元的4个字节，存储的是数值 12，指针 p 占用内存单元的8个字节，存储的是一个地址数据，进一步观察可以发现，p对应内存单元所存储的地址数据和变量a的地址一致，这样我们就可以通过 p 直接访问 a 的内容，换句话说，p 就是 a。验证如下：

*p=13;  
printf("a = %d\n", a); // 输出 a 的内容 

前面的代码中我们给变量 a 赋值 12，在该代码中，我们没有直接对 a进行操作，我们看看结果又会怎样：

a = 13  

可以发现，我们通过指针 p 就可以间接修改 变量 a 的内容。

2、思考

通过上面的例子发现，我们可以通过指针绕过变量本身，直接修改变量的值，换句话说，我们可以通过指针直接操作变量对应的地址单元！这就是指针的本质。那么，为什么要这样做呢？
a、我们知道，数据在内存中的存储都是以基本的内存单元按顺序进行排列的，对变量的操作其本质就是操作变量对应的地址单元，我们每创建一个变量，实际上就是用一个标识符（变量名）标识了一块内存单元，这样当创建大量的变量时就会产生大量的标识符，这是不利于变量的调用的。当对大量的数据或者具有某种结构和顺序的数据进行操作时，指针的优势就凸现出来，因为指针是直接通过地址单元来操作变量的，而我们对地址单元的简单运算，就能在大量不同的变量之间跳转，非常的灵活。
b、当然这也产生了一些问题。由于指针是对地址单元的直接操作，而如果我们错误的将指针定位到不该指向的内容时，有时会导致整个程序的崩溃，这一点一定要注意。

3、特殊的指针

a、数组
c语言中数组本身就是一种指针，只不过写法略有不同。

int ar[]={1,2,3};  
int *arp=ar;//int *arp={1,2,3};这样是错误的  
  
//输出数组的值  
printf("%d\n", arp[0]);   // *arp  
printf("%d\n", arp[1]);   // *arp+1  
printf("%d\n", arp[2]);   // *arp+2  
  
printf("ar的地址:  %p\narp的地址: %p \n", &ar, &arp);  

输出结果：

1  
2  
3  
ar的地址:  0x7fff5fbff8c8  
arp的地址: 0x7fff5fbff8c0 

在上面的例子中，我们将一个指针指向了数组，有没注意到数组名的前面没有加 &地址操作符？这是因为数组名本身就是一个指针！这两个指针占用不同的内存单元，但是他们都能对数组进行操作。
b、字符串
前面有提到，字符串本身就是一种数组，那同样的，他也可以用指针来表示：

char *str = "This is a string!";  
printf("%s\n", str); 

输出：

This is a string!  

c、指针数组
在数组名的前面加 * 就成为了指针数组：

//创建指针常量数组  
char *name[]=  {  
    "Jack",  
    "Tom",  
    "Helen",  
    "April",  
};  
// 输出  
for (int i=0; i<4; i++) {  
    printf(" %s\n",name[i]);  
} 

输出结果：

Jack  
Tom  
Helen  
April 

d、指针函数
函数本身也是一种指针（函数的细节将在别的章节讨论），我们当然也可以通过指针指向函数：

//(*p)为固定写法，表示该指针指向函数  
void (*p)(char);  
p=func;  
  
// 测试函数和指针指向的地址  
printf("func地址： %p\n", &func);  
printf("p指向地址： %p\n", p);  
  
// 指针调用函数  
(*p)('A'); // 可以简化为p('A')  

输出结果：

func地址： 0x100000e80  
p指向地址： 0x100000e80  
func()函数被调用，传入字符参数 A 

可以发现这两个地址完全一致。

4、其他

在计算机领域流传一句话：多一层间接，没有解决不了的问题。指针是c语言构建简洁结构的关键，在以c语言为基础的面向对象设计语言中，这种对指针的运用将显得格外突出和复杂。