C語言指針講解

C語言可以說是工科學(xué)生必不可少的編程語言了，尤其是嵌入式的應(yīng)用中C語言更是大廈之基，甚至在我的評價里他相比于數(shù)學(xué)對于工科生的作用等價。

在學(xué)習(xí)C語言之初就有一個說法是：學(xué)明白了指針，就學(xué)明白了C語言。那么什么是指針?

在計算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)都是存放在存儲器中的，不同的數(shù)據(jù)類型占有的內(nèi)存空間的大小各不相同。內(nèi)存是以字節(jié)為單位的連續(xù)編址空間，每一個字節(jié)單元對應(yīng)著一個獨(dú)一的編號，這個編號被稱為內(nèi)存單元的地址。

如果說把存放數(shù)據(jù)的空間當(dāng)作我們家的小區(qū)，那么地址就像是門牌號，每家每戶的地址都是唯一且固定不變的。

此時如果有一名訪客來找你，你可以告訴這位訪客你家的地址，也就是門牌號。訪客可以直接通過門牌號來找到你。

在C語言中我們可以通過 & 來獲得門牌號也就是變量的地址。并且可以通過 * 去訪問這個地址，并進(jìn)行修改，這叫做引用 與 解引用。

圖1 變量的地址與訪問

當(dāng)然也有除了直接尋找門牌號之外，還有一種方式找到你家——問路當(dāng)你到你朋友的小區(qū)時，你不知道朋友住哪里，但是朋友剛剛玩完鋼鐵雄心沒注意時間現(xiàn)在睡著了，那么你可能會詢問門口保安：NT的家住哪?保安會說：NT住某某幢某零某。此時這個NT的家起到了和一個門牌號一樣的作用或者說NT從某種意義上來說他和NT家的地址是等價的。

而C語言中，NT的家等價于NT家的地址，這叫做指針。指針是一種類型，他的作用就是指向變量的地址并可以讀取和修改。

首先，使用指針的前提是變量已經(jīng)存在(還有一種空指針NULL),就像如果NT不在小區(qū)買房，那么門口保安肯定是不知道NT的家在那的甚至?xí)蛔屇氵M(jìn)小區(qū)(系統(tǒng)報錯)。

圖2 通過指針訪問

此時int * NT = &home 就像是小區(qū)業(yè)主在登記信息，向大伙說明，這個地址是NT的家，你可以直接問NT的家在哪來訪問我。

使用 變量類型 + * + 指針名 = & 變量名的方式來定義和聲明變量，注意的是，指針類型必須進(jìn)行初始化，哪怕是你說不進(jìn)去找人，只是空逛逛小區(qū)，也就是空指針 如 int * NT = NULL;

既然可以通過NT這個別稱來尋找到NT的家，那么同理一個地址可以被多個指針?biāo)赶?可能是NT老婆的名字，NT兒女的名字)

圖3 多個指針訪問一個變量

那么指針的作用是什么呢?

指針最基本的一個作用是值傳遞和地址傳遞。通常我們在定義一個函數(shù)的時候，其變量類型是數(shù)據(jù)變量，如下圖所示，x和y的類型都是int，這個a和b叫做行參，即我們在定義函數(shù)的時候?qū)懙?a target="_blank">參數(shù)，而當(dāng)我們調(diào)用這個函數(shù)的時候，傳入的參數(shù)x和y叫做實參。

圖4 行參與實參

那么a,b,x,y到底是什么關(guān)系呢?其實我們可以觀察他們的地址，我們發(fā)現(xiàn)，實際上我們將x，y傳入函數(shù)的時候，函數(shù)新創(chuàng)建了兩個變量a 和b
來存放我們x和y的數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算，等到這個函數(shù)運(yùn)行完畢再釋放掉a和b這兩個數(shù)據(jù)(拆遷)

圖5 行參與實參的地址

而當(dāng)我們在函數(shù)中改變a和b的值的時候，x和y的值并沒有發(fā)生改變(抓周樹人，管我魯迅什么事?)

然鵝，當(dāng)我們把函數(shù)的數(shù)據(jù)類型換成指針時，我們就可以在函數(shù)中改變外部實參的值。事實上函數(shù)中也創(chuàng)建了一個形參，不過這個形參的是一個指針類型的(和實參類型相同)而他和我們傳入的實參所指向的地址是同一個地址，因此我們通過解引用行參來修改實參的值。我們把這種叫做地址傳遞，意思是將指針(變量的地址)作為數(shù)據(jù)傳入函數(shù)。

圖6 地址傳遞