C语言指针学习总结

上学的时候学习C语言，最烦的就是里面指针，可是指针也恰恰是C语言的灵魂。

最近在重温数据结构的内容，因为大多数据结构的教材都是用C语言描述的，而数据结构中也大量的用到了指针的内容，所以我就在这篇笔记中记录一下我这周复习C语言的心得。

先看看百科上对指针的描述。

在计算机科学中，指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向（points to）存在计算机存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。

作个比喻，假设将计算机存储器当成一本书，一张内容记录了某个页码加上行号的便利贴，可以被当成是一个指向特定页面的指针；根据便利粘贴面的页码与行号，翻到那个页面，把那个页面的那一行文字读出来，这就是指针的作用。

下面将通过一些代码说明指针在C语言中的表现形式。

int main(){
    int a ;
    a = 10;
    int *p;
    p = &a;
}

如果用图片描述这段代码，就是下面这个样子。

怎么来理解呢？首先这段代码里通过int a和 int *p定义了两个变量：分别是p和a，p变量与a变量的定义方式有一些不同，a变量就是C语言中一个很普通的int型变量，通过a=10 将10这个整型赋值给了a。

而p变量的定义前面有一个 * ，这个 * 表明了p变量是一个指针变量，指针变量里面只能存放地址，这个地址是内存中的某个位置，在上面的代码中我们在p变量里面存放的是0x2C406B24这个地址，这个地址里面存放的值必须是int值，在我们这里，p变量里面存放的地址是a变量的地址，a变量在定义时就是一个int，所以是符合要求的。

这样一来，我们就说p变量指向了a变量，p = &a 这句代码完成了p指向a的这个操作。这里没有写p = a，那是因为p变量需要的是一个地址，而不是a变量里面存放的值，所以&这个操作符就是取地址的意思，通过&a取到a变量在内存中的地址，将地址赋值给p指针变量，就使p指向了a。

既然p是一个指针变量，那它就可以赋值给另外一个指针变量，如下：

int main(){
    int a ;
    a = 10;
    int *p;
    p = &a;
    int *q;
    q = p;
}

新定义了一个指针变量q，将p变量里的值0x2C406B24这个地址，赋值给q，这样q变量与p变量里都保存了同样的地址，就是说他们都指向同一个值。

int main(){
    int a ;
    a = 10;
    int *p;
    p = &a;
    int *q;
    q = p;
    *p = 5;  //
    *q = 0;  //
}

介绍完指针，那这个东西有什么作用呢？如果要修改a变量里面的值，可以执行a=5，这是没介绍指针之前的做法。学习完指针后，通过指针也能达到修改a变量里的值的目的*p=5。

这是很有用的，举个例子，我们来看下面这段代码。

void swap(int a,int b);
int main(){
    int a = 5;
    int b = 6;
    swap(a, b);
    printf("a=%d b=%d",a,b);
    return 0;
}
void swap(int a, int b){
    int temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

上面这段代码，这段代码能够达到交换a和b的值的目的吗？答案是不能，因为C语言在调用函数时，永远只能时传值给函数。

在C语言中每个函数都有自己的变量空间，函数的参数也位于这个独立的空间中，与其它函数没有关系，上面的代码中有两个函数，一个是main函数，另一个是swap函数，所以这两个函数里的a，b变量是不同空间中的变量，他们之间毫无关系可言。

所以对swap函数中的a，b做交换，完全不能改变main函数中a，b变量的值。

函数在每次运行的时候，会产生一个独立的变量空间，在这个空间中的变量，是函数这次调用时所独有的，称为本地变量。

定义在函数内部的变量就是本地变量，参数也是本地变量。

变量有 生存期 和 作用域 这两个属性。

• 生存期：什么时候变量开始出现，到这个变量消亡
• 作用域：在代码的什么范围内可以访问这个变量（这个变量可以起作用）

对于本地变量而言，生存期与作用域都是在本地变量所在的大括号（块）内。

既然都说到本地变量了，那就总结一下本地变量的一些规则。

本地变量的规则：

• 本地变量定义在块内
• 本地变量只存在于运行块内语句的期间
• 在块外面定义的变量，块里仍然有效
• 本地变量不会默认初始化
• 参数这样的本地变量在进入函数时就被初始化了
• 列表内容

又说回上面的交换函数，那么怎样才能达到交换main函数里a，b两个变量值的目的呢？

void swap(int a,int b);
int main(){
    int a = 5;
    int b = 6;
    swap(&a, &b);
    printf("a=%d b=%d",a,b);
    return 0;
}
void swap(int *pa, int *pb){
    int temp;
    temp = *pa;
    *pa = *pb;
    *pb = temp;
}

利用上面所学习的指针，改写成上面这样，才能达到交换的目的。

始终记住：C语言在调用函数时，永远只能时传值给函数。在上面的代码中，自然也是传值进的swap函数，只不过在使用指针时，这个值指的是地址，地址当然也是一个值。

将main函数中a和b变量的地址传给了swap函数中的指针变量pa和pb，在swap函数中通过 *pa 和 *pb 操作到了main函数中的a和b，从而达到了交换的目的。

这只是指针的作用之一，用好了指针，才能体现出C语言更多强大的地方。

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数组

这是一篇总结指针的文章，那么我为什么要提到数组呢？

因为数组和指针又太多的相似之处。看下面一段代码。

int test(int a[], int numOfa){
    int i;
    for(i = 0; i<numOfa; i++){
        printf("%d",a[i])
    }
}

其实数组中的[ ]，与 * ，. ,& 等运算符一样，也是一种运算符。

上面test函数里的a数组变量，本身就是一个地址，所以我们在调用这个函数的时候，需要写成这样test( &a, i) ，需要传入一个地址，这个地址所在的变量保存的就是一个数组。

例如：

• int a[10]; int *p = a; // 不需要用&取地址，数组变量本身就表达地址
• a == &a[0] 但是数组的单元表示的是变量，需要用&对变量取地址。数组变量第一个单元的地址就是数组变量的地址。
• p[0] == a[0] [ ] 运算符可以对数组做，也可以对指针做
• *a = 9 将数组的第一个单元赋值为9，说明 * 运算符既可以对数组做，也可以对指针做

最后在总结一下const关键字在指针中的规则：

• const int *p = &i ：const在前，表示不能通过指针去修改变量
• int * const p = &i ：const在后，表示p这个指针变量不能再保存别的地址值

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上面就是我在复习C语言指针时的一些总结，今后有需要添加的也会陆续补充。