C/C++ 指针小笔记

如果想要更详细的了解指针原理、用途，请自行阅读《The C Programming Language》第 5 章。

指针是什么

指针其实就是一个包含一个变量的地址的变量。

如何定义指针

定义指针的方式很简单：类型 *指针名称;即可。比如来声明一个变量名为a，类型为int的指针：

int *a;
1

也就是比平时声明变量多了一个型号*。

但是这里需要注意的是，声明时候的*a表示的是指针a包含的内存地址指向的内容，而a包含的则是地址。 这个地址开始的一部分连续的空间将会划分给指针，以供存储地址，划出的大小由类型int决定，一般int为 2 个字节（这里的一个字节在有些英文文档中被称为“cell”）。

如何获取一个变量的地址

刚才说到指针其实就是一个包含一个变量的地址的变量。那么如何获取一个变量的地址呢？这样才可以给指针赋值。

方法很简单，使用&符号，如下（a就是上文声明的指针）：

a=&b;
1

通过以上表达式，就将变量b的地址赋值给指针a，如果这时候使用*a输出，就会发现输出的是b的值。而且修改b，输出*a的值也会发生改变。

如果a并不是指针，那么变量a将会以十六进制存储变量b的地址（一般是十六进制，有些环境、设备可能会有不同）。

下面展示输出一个变量地址的方法：

#include 

int main()
{
    int a=10;
    
    printf("%x\n",&a);
    
    return 0;
}
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10

输出结果如下：

bfeff2c8
Program ended with exit code: 0
1
2

可以看到，第一行的bfeff2c8就是变量a的地址。

赋值给一个指针

指针只负责存储地址，具体的值还是由变量存储。所以赋值给指针，就是将一个变量的地址赋值给它。如下：

#include 

int main()
{
    int a=10;
    int *b;
    
    b=&a;
    
    printf("%d\n",*b);
    
    return 0;
}
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输出：

10
Program ended with exit code: 0
1
2

指针的用途

听了上述描述，可能你会觉得指针的作用好像就是新建了一个软连接（symbolic link）或者创建了一个别名（alias）。但是指针最大的作用其实是搭配数组使用。

通过指针来使用数组

因为一个数组的地址其实是数组第一个元素的地址，而数组在地址上是连续存放的，所以可以对地址加 1 来实现控制数组。

如下（实际运行的时候可能会提醒，但是这里出于研究目的忽略提醒）：

#include 

int main()
{
    int a[5]={1,2,3,4,5};
    int *b;
    
    b=&a;
    
    printf("数组地址：%x\n",&a);
    printf("数组第一个元素：%d\n",*b);
    b=b+1;
    printf("是不是数组第二个元素：%d\n",*b);
    
    return 0;
}
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输出：

数组地址：bfeff2b0
数组第一个元素：1
是不是数组第二个元素：2
Program ended with exit code: 0
1
2
3
4

这里说明一下，如果在开发过程中，指针指向数组的话，请使用b=&a[0];，这样不会出现提醒。

字符串和指针

字符串也是数组的一部分，所以也可以使用指针来实现一些功能，例如对比字符串（这个虽然不用指针也能写，但是使用指针的话，代码会变得更简洁）。

下面来演示一下指针访问字符串的例子（记得把指针类型换一下，换成char，不然int存放的会是 ASCII编码，而不是字符串的内存地址）：

#include 

int main()
{
    char a[20]="Hello! World!";
    char *b;
    
    b=&a[0];
    
    printf("字符串的地址：%x\n",&a);
    printf("字符串的第一个字符：%c\n",*b);
    b=b+5;
    printf("字符串的第六个字符：%c\n",*b);
    
    return 0;
}
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输出：

字符串的地址：bfeff2b0
字符串的第一个字符：H
字符串的第二个字符：!
Program ended with exit code: 0
1
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4

其他用途

还有一些其他的用途，但是有上述的知识也不用过多解释了，讲一下思路即可。

更多维度的数组

C 语言支持二维数组，但是有时候需要更多维度，那么就需要使用指针来嵌套数组，这样可以实现更多维度的数组。
一般就是将指向多个数组的多个指针存放在一个数组中，然后通过上述方法来使用。

处理命令选项

这个一般使用不多，因为现在也没多少人使用命令行，都用图形化了，但是我还是要说一下。
先看一下我的另一篇博客《C语言中函数main的参数argc和argv是什么》。

argv是一个指向一个字符串数组的指针，数组包含了参数，每个字符串就是一个参数，最后一个元素为0。不过一般习惯使用多级指针来操作字符串。

这里介绍一下，一般的命令行程序，使用起来的命令如下：

程序名 -短选项 --长选项 内容
1

短选项为-加一个字母，长选项一般为--加一个单词。现在有些程序的短选项会省略-。

短选项一般可以写到一起，举个例子：ls -a -f也可以写成ls -af。而这一功能的实现就需要使用指针（首先这是个存放了指向字符串指针的数组，其次指针真的更方便）。