彻底搞定C语言指针详解.doc

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彻底搞定C语言指针详解完整版

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2011-03-13 | 阅：

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1.语言中变量的实质

要理解C指针，我认为一定要理解C中“变量”的存储实质，所以我就从“变量”这个东西开始讲起吧！

先来理解理解内存空间吧！

请看下图：

内存地址→　6　　　　　7　　8　　　　　9　　10　　　　　11　　　　　12　　　　　13

-----------------------------------------------------------------

。

。

。

|　　|　　|　　|　　|　　|　　|　　|.。

-----------------------------------------------------------------

如图所示，内存只不过是一个存放数据的空间，就好像我的看电影时的电影院中的座位一样。

每个座位都要编号，我们的内存要存放各种各样的数据，当然我们要知道我们的这些数据存放在什么位置吧！

所以内存也要象座位一样进行编号了，这就是我们所说的内存编址。

座位可以是按一个座位一个号码的从一号开始编号，内存则是按一个字节一个字节进行编址，如上图所示。

每个字节都有个编号，我们称之为内存地址。

好了，我说了这么多，现在你能理解内存空间这个概念吗？

我们继续看看以下的C、C++语言变量申明：

intI；

chara；

每次我们要使用某变量时都要事先这样申明它，它其实是内存中申请了一个名为i的整型变量宽度的空间（DOS下的16位编程中其宽度为二个字节），和一个名为a的字符型变量宽度的空间（占一个字节）。

我们又如何来理解变量是如何存在的呢。

当我们如下申明变量时：

intI；

chara；

内存中的映象可能如下图：

内存地址→　　6　　　　　7　　8　　　　　9　　　　　10　　　　　11　　　12　　　　　13

------------------------------------------------------------------

。

。

。

|　　|　　|　　|　　|　　|　　|　　|.。

------------------------------------------------------------------

变量名|→i　　　←|→a　←|

图中可看出，i在内存起始地址为6上申请了两个字节的空间（我这里假设了int的宽度为16位，不同系统中int的宽度是可能不一样的），并命名为i.a在内存地址为8上申请了一字节的空间，并命名为a.这样我们就有两个不同类型的变量了。

2.赋值给变量

再看下面赋值：

i=30

a=‘t’

你当然知道个两个语句是将30存入i变量的内存空间中，将‘t’字符存入a变量的内存空间中。

我们可以这样的形象理解啦：

内存地址→　　6　　　　　7　　8　　　　　9　　　　　10　　　　　11　　　12　　　　　13

-----------------------------------------------------------------------

。

。

。

|　　30　　　　　|　‘t’　|　　|　　|　　|　　|.。

-----------------------------------------------------------------------

|→i　　　←|→a　←|

3.变量在哪里？

（即我想知道变量的地址）

好了，接下来我们来看看&i是什么意思？

是取i变量所在的地址编号嘛！

我们可以这样读它：

返回i变量的地址编号。

你记住了吗？

我要在屏幕上显示变量的地址值的话，可以写如下代码：

printf（“%d”，&i）；

以上图的内存映象所例，屏幕上显示的不是i值30，而是显示i的内存地址编号6了。

当然实际你操作的时，i变量的地址值不会是这个数了。

这就是我认为作为初学者们所应想象的变量存储实质了。

请这样理解吧！

最后总结代码如下：

intmain（）

{

inti=39;

printf（“%d\n”,i）;　　//①

printf（“%d\n”,&i）;　//②

}

现在你可知道①、②两个printf分别在屏幕上输出的是i的什么东西啊？

好啦！

下面我们就开始真正进入指针的学习了。

二、指针是什么东西

想说弄懂你不容易啊！

我们许多初学指针的人都要这样的感慨。

我常常在思索它，为什么呢？

其实生活中处处都有指针。

我们也处处在使用它。

有了它我们的生活才更加方便了。

没有指针，那生活才不方便。

不信？

你看下面的例子。

这是一个生活中的例子：

比如说你要我借给你一本书，我到了你宿舍，但是你人不在宿舍，于是我把书放在你的2层3号的书架上，并写了一张纸条放在你的桌上。

纸条上写着：

你要的书在第2层3号的书架上。

当你回来时，看到这张纸条。

你就知道了我借与你的书放在哪了。

你想想看，这张纸条的作用，纸条本身不是书，它上面也没有放着书。

那么你又如何知道书的位置呢？

因为纸条上写着书的位置嘛！

其实这张纸条就是一个指针了。

它上面的内容不是书本身，而是书的地址，你通过纸条这个指针找到了我借给你的本书。

那么我们C，C++中的指针又是什么呢？

请继续跟我来吧，看下面看一个申明一整型指针变量的语句如下：

int*pi；

pi是一个指针，当然我们知道啦，但是这样说，你就以为pi一定是个多么特别的东西了。

其实，它也只过是一个变量而已。

与上一篇中说的变量并没有实质的区别。

不信你看下面图。

内存地址→6　　　　7　　8　　　　　9　　　　10　　　　11　　　　　12　　　　13　　　　14

--------------------------------------------------------------

...|　　　30　　　　　|　‘t’|　　　　　|　　　　　|　　　　　|　　　　　|　　　　　|　　　　　|……

--------------------------------------------------------------

变量|→i　　←|→a　　←|　　　　　　|→pi　　　　　←|

（说明：

这里我假设了指针只占2个字节宽度，实际上在32位系统中，指针的宽度是4个字节宽的，即32位。

）由图示中可以看出，我们使用int*Pi申明指针变量；其实是在内存的某处申明一个一定宽度的内存空间，并把它命名为Pi.你能在图中看出pi与前面的i，a变量有什么本质区别吗，没有，当然没有！

pi也只不过是一个变量而已嘛！

那么它又为什么会被称为指针？

关键是我们要让这个变量所存储的内容是什么。

现在我要让pi成为真正有意义上的指针。

请接着看下面语句：

pi=&i；

你应该知道&i是什么意思吧！

再次提醒你啦：

这是返回i变量的地址编号。

整句的意思就是把i地址的编号赋值给pi，也就是你在pi上写上i的地址编号。

结果如下图所示：

内存地址→6　　　　7　　8　　9　　10　　　　11　　　12　　　　13　　　　14

------------------------------------------------------------------

...|　　　　30　　　　　|　‘t’　|　　　　　|　　　　　|　　　　6　　　　　|　　　　　|　　　　　|……

------------------------------------------------------------------

变量|→i　　←|→a　　　←|　　　　　　|→pi　　　　←|

你看，执行完pi=&i；后，在图示中的系统中，pi的值是6.这个6就是i变量的地址编号，这样pi就指向了变量i了。

你看，pi与那张纸条有什么区别？

pi不就是那张纸条嘛！

上面写着i的地址，而i就是那个本书。

你现在看懂了吗？

因此，我们就把pi称为指针。

所以你要记住，指针变量所存的内容就是内存的地址编号！

好了，现在我们就可以通过这个指针pi来访问到i这个变量了，不是吗？

。

看下面语句：

printf（“%d”，*pi）；

那么*pi什么意思呢？

你只要这样读它：

pi内容所指的地址的内容（嘻嘻，看上去好像在绕口令了），就pi这张“纸条”上所写的位置上的那本“书”——i.你看，Pi内容是6，也就是说pi指向内存编号为6的地址。

*pi嘛！

就是它所指地址的内容，即地址编号6上的内容了。

当然就是30的值了。

所以这条语句会在屏幕上显示30.也就是说printf（“%d”，*pi）；语句等价于printf（“%d”，i），请结合上图好好体会吧！

各位还有什么疑问，可以发Email：

yyf977@.

到此为止，你掌握了类似&i，*pi写法的含义和相关操作吗。

总的一句话，我们的纸条就是我们的指针，同样我们的pi也就是我们的纸条！

剩下的就是我们如何应用这张纸条了。

最后我给你一道题：

程序如下

char　a,*pa

a=10

pa=&a

*pa=20

printf（“%d”,a）

你能直接看出输出的结果是什么吗？

如果你能，我想本篇的目的就达到了。

好了，就说到这了。

HappytoStudy！

在下篇中我将谈谈“指针的指针”即对int**ppa；中ppa的理解。

1.数组元素

看下面代码

inti,a[]={3,4,5,6,7,3,7,4,4,6};

for（i=0;i<=9;i++）

{

printf（“%d”,a[i]）;

}

很显然，它是显示a数组的各元素值。

我们还可以这样访问元素，如下

inti,a[]={3,4,5,6,7,3,7,4,4,6};

for（i=0;i<=9;i++）

{

printf（“%d”,　*（a+i））;

}

它的结果和作用完全一样

2.通过指针访问数组元素

inti,*pa,a[]={3,4,5,6,7,3,7,4,4,6};

pa=a　;//请注意数组名a直接赋值给指针pa

for（i=0;i<=9;i++）

{

printf（“%d”,pa[i]）;

} 

很显然，它也是显示a数组的各元素值。

另外与数组名一样也可如下：

inti,*pa,a[]={3,4,5,6,7,3,7,4,4,6};

pa=a;

for（i=0;i<=9;i++）

{

printf（“%d”,*（pa+i））;

}

看pa=a即数组名赋值给指针，以及通过数组名、指针对元素的访问形式看，它们并没有什么区别，从这里可以看出数组名其实也就是指针。

难道它们没有任何区别？

有，请继续。

3.数组名与指针变量的区别

请看下面的代码：

inti,*pa,a[]={3,4,5,6,7,3,7,4,4,6};

pa=a;

for（i=0;i<=9;i++）

{

printf（“%d”,*pa）;

pa++;　//注意这里，指针值被修改

} 

可以看出，这段代码也是将数组各元素值输出。

不过，你把{}中的pa改成a试试。

你会发现程序编译出错，不能成功。

看来指针和数组名还是不同的。

其实上面的指针是指针变量，而数组名只是一个指针常量。

这个代码与上面的代码不同的是，指针pa在整个循环中，其值是不断递增的，即指针值被修改了。

数组名是指针常量，其值是不能修改的，因此不能类似这样操作：

a++.前面4，5节中pa[i]，*（pa+i）处，指针pa的值是使终没有改变。

所以变量指针pa与数组名a可以互换。

4.申明指针常量

再请看下面的代码：

inti,a[]={3,4,5,6,7,3,7,4,4,6};

int*constpa=a;//注意const的位置：

不是constint*pa，

for（i=0;i<=9;i++）

{

printf（“%d”,*pa）;

pa++;　//注意这里，指针值被修改

}

这时候的代码能成功编译吗？

不能。

因为pa指针被定义为常量指针了。

这时与数组名a已经没有不同。

这更说明了数组名就是常量指针。

但是…

int*consta={3，4，5，6，7，3，7，4，4，6}；//不行

inta[]={3，4，5，6，7，3，7，4，4，6}；//可以，所以初始化数组时必定要这样。

以上都是在VC6.0上实验。

1inti说起

你知道我们申明一个变量时象这样inti；这个i是可能在它处重新变赋值的。

如下：

inti=0；

//…

i=20；//这里重新赋值了

不过有一天我的程序可能需要这样一个变量（暂且称它变量），在申明时就赋一个初始值。

之后我的程序在其它任何处都不会再去重新对它赋值。

那我又应该怎么办呢？

用const.

//**************

constintic=20；

//…

ic=40；//这样是不可以的，编译时是无法通过，因为我们不能对const修饰的ic重新赋值的。

//这样我们的程序就会更早更容易发现问题了。

//**************

有了const修饰的ic我们不称它为变量，而称符号常量，代表着20这个数。

这就是const的作用。

ic是不能在它处重新赋新值了。

认识了const作用之后，另外，我们还要知道格式的写法。

有两种：

constintic=20；与intconstic=20；。

它们是完全相同的。

这一点我们是要清楚。

总之，你务必要记住const与int哪个写前都不影响语义。

有了这个概念后，我们来看这两个家伙：

constint*pi与intconst*pi，按你的逻辑看，它们的语义有不同吗？

呵呵，你只要记住一点，int与const哪个放前哪个放后都是一样的，就好比constintic；与intconstic；一样。

也就是说，它们是相同的。

好了，我们现在已经搞定一个“双包胎”的问题。

那么int*constpi与前两个式子又有什么不同呢？

我下面就来具体分析它们的格式与语义吧！

2constint*pi的语义

我先来说说constint*pi是什么作用（当然intconst*pi也是一样的，前面我们说过，它们实际是一样的）。

看下面的例子：

//*************代码开始***************

inti1=30;

inti2=40;

constint*pi=&i1;

pi=&i2;　　　//4.注意这里，pi可以在任意时候重新赋值一个新内存地址

i2=80;　　　//5.想想看：

这里能用*pi=80;来代替吗？

当然不能

printf（“%d”,*pi）;　//6.输出是80

//*************代码结束***************

语义分析：

看出来了没有啊，pi的值是可以被修改的。

即它可以重新指向另一个地址的，但是，不能通过*pi来修改i2的值。

这个规则符合我们前面所讲的逻辑吗？

当然符合了！

首先const　修饰的是整个*pi（注意，我写的是*pi而不是pi）。

所以*pi是常量，是不能被赋值的（虽然pi所指的i2是变量，不是常量）。

其次，pi前并没有用const修饰，所以pi是指针变量，能被赋值重新指向另一内存地址的。

你可能会疑问：

那我又如何用const来修饰pi呢？

其实，你注意到int*constpi中const的位置就大概可以明白了。

请记住，通过格式看语义。

哈哈，你可能已经看出了规律吧？

那下面的一节也就没必要看下去了。

不过我还得继续我的战斗！

3再看int*constpi

确实，int*constpi与前面的intconst*pi会很容易给混淆的。

注意：

前面一句的const是写在pi前和*号后的，而不是写在*pi前的。

很显然，它是修饰限定pi的。

我先让你看例子：

//*************代码开始***************

inti1=30;

inti2=40;

int*constpi=&i1;

//pi=&i2;　　　4.注意这里，pi不能再这样重新赋值了，即不能再指向另一个新地址。

　　//所以我已经注释了它。

i1=80;　　　//5.想想看：

这里能用*pi=80;来代替吗？

可以，这里可以通过*pi修改i1的值。

　　　　//请自行与前面一个例子比较。

printf（“%d”,*pi）;　//6.输出是80

//***************代码结束*********************

语义分析：

看了这段代码，你明白了什么？

有没有发现pi值是不能重新赋值修改了。

它只能永远指向初始化时的内存地址了。

相反，这次你可以通过*pi来修改i1的值了。

与前一个例子对照一下吧！

看以下的两点分析

1）pi因为有了const的修饰，所以只是一个指针常量：

也就是说pi值是不可修改的（即pi不可以重新指向i2这个变量了）（看第4行）。

2）整个*pi的前面没有const的修饰。

也就是说，*pi是变量而不是常量，所以我们可以通过*pi来修改它所指内存i1的值（看5行的注释）

总之一句话，这次的pi是一个指向int变量类型数据的指针常量。

我最后总结两句：

1）如果const修饰在*pi前则不能改的是*pi（即不能类似这样：

*pi=50；赋值）而不是指pi.

2）如果const是直接写在pi前则pi不能改（即不能类似这样：

pi=&i；赋值）。

请你务必先记住这两点，相信你一定不会再被它们给搞糊了。

现在再看这两个申明语句intconst*pi和int*constpi时，呵呵，你会头昏脑胀还是很轻松惬意？

它们各自申明的pi分别能修改什么，不能修改什么？

再问问自己，把你的理解告诉我吧，可以发帖也可以发到我的邮箱（我的邮箱yyf977@）！

我一定会答复的。

3）　补充三种情况。

这里，我再补充以下三种情况。

其实只要上面的语义搞清楚了，这三种情况也就已经被包含了。

不过作为三种具体的形式，我还是简单提一下吧！

情况一：

int*pi指针指向constinti常量的情况

//**********begin*****************

constinti1=40;

int*pi;

pi=&i1;　//这样可以吗？

不行，VC下是编译错。

　　　　//constint类型的i1的地址是不能赋值给指向int类型地址的指针pi的。

否则pi岂不是能修改i1的值了吗！

pi=（int*）&i1;　　//　这样可以吗？

强制类型转换可是C所支持的。

　　//ＶＣ下编译通过，但是仍不能通过*pi=80来修改i1的值。

去试试吧！

看看具体的怎样。

//***********end***************

情况二：

constint*pi指针指向constinti1的情况

//*********begin****************

constinti1=40;

constint*pi;

pi=&i1;//两个类型相同，可以这样赋值。

很显然，i1的值无论是通过pi还是i1都不能修改的。

//*********end*****************

情况三：

用constint*constpi申明的指针

//***********begin****************

inti

constint*constpi=&i;//你能想象pi能够作什么操作吗？

pi值不能改，也不能通过pi修改i的值。

因为不管是*pi还是pi都是const的。

//************end****************

下篇预告：

函数参数的指针传递，值传递，引用传递迷惑（以为a，b已经代替了x，y，对x，y的操作就是对a，b的操作了，这是一个错误的观点啊！

）。

一、三道考题

开讲之前，我先请你做三道题目。

（嘿嘿，得先把你的头脑搞昏才行……唉呀，谁扔我鸡蛋？

）

1.考题一：

程序代码如下：

voidExchg1（intx,inty）

{

inttmp;

tmp=x;

x=y;

y=tmp;

printf（“x=%d,y=%d\n”,x,y）

}

voidmain（）

{

inta=4,b=6;

Exchg1（a,b）;

printf（“a=%d,b=%d\n”,a,b）

}

输出的结果：

x=____，y=____

a=____，b=____

问下划线的部分应是什么，请完成。

2.考题二：

代码如下。

Exchg2（int*px,int*py）

{

inttmp=*px;

*px=*py;

*py=tmp;

print（“*px=%d,*py=%d\n”,*px,*py）;

}

main（）

{

inta=4;

intb=6;

Exchg2（&a,&b）;

Print（“a=%d,b=%d\n”,a,b）;

}

输出的结果为：

*px=____，*py=____

a=____，b=____

问下划线的部分应是什么，请完成。

3.考题三：

Exchg2（int&x,int&y）

{

inttmp=x;

x=y;

y=tmp;

print（“x=%d,y=%d\n”,x,y）;

}

main（）

{

inta=4;

intb=6;

Exchg2（a,b）;

Print（“a=%d,b=%d\n”,a,b）;

}

输出的结果：

x=____，y=____

a=____，b=____

问下划线的部分输出的应是什么，请完成。

你不在机子上试，能作出来吗？

你对你写出的答案有多大的把握？

正确的答案，想知道吗？

（呵呵，让我慢慢地告诉你吧！

）

好，废话少说，继续我们的探索之旅了。

我们都知道：

C语言中函数参数的传递有：

值传递，地址传递，引用传递这三种形式。

题一为值传递，题二为地址传递，题三为引用传递。

不过，正是这几种参数传递的形式，曾把我给搞得晕头转向。

我相信也有很多人与我有同感吧？

下面请让我逐个地谈谈这三种传递形式。

二、函数参数传递