浅析C指针（一）

浅析C指针（一）—概述

C语言提供了指针类型，最直接的作用就是赋予了用户直接读写内存的能力。通过使用指针，可以做到：

• 以不同方式解释内存中的数据
• 构造复杂的数据结构
• ……

上面是我自己对指针的一点理解，下面引用 K&R中的一段话：

A pointer is a variable that contains the address of a variable. Pointers are much used in C, partly because they are sometimes the only way to express a computation, and partly because they usually lead to more compact and efficient code than can be obtained in other ways.

可以看到，K&R是从编程语言的角度说明为什么在C中需要指针，一方面是因为指针有时是表达一种计算的唯一方式，另一方面可以使代码更加简洁且高效。然而，正因为指针的强大，写代码用到指针时总会心里一紧，反复仔细检查，生怕出错，正如墨菲定律所说的——会出错的事总会出现，如果你担心某种情况发生，那么它就更有可能发生。所以，K&R中还带了这么一句：

With discipline, however, pointers can also be used to achieve clarity and simplicity.

在标准中是这样描述指针类型的：

A pointer type describes an object whose value provides a reference to an entity of the referenced type. A pointer type derived from the referenced type T is sometimes called ‘‘pointer to T’’.

示意图为：

可见，指针也是有类型的，其类型由它所指向的类型决定。那么，谈指针之前，先复习一下C语言中的类型。

---

C语言类型

类型，就是如何解读一个数据对象的值。我们知道，在计算机中信息是以位（bit）存储的，而这些位代表什么含义，得通过上下文（context）来获得。类型就是一种上下文，举个简单的例子：对于0x41 这个值，既可以解读为数字65，也可以解读为ASCII码的A。

关于C语言提供的类型的描述在C语言标准中提供了详尽的描述，接下来将结合C标准和K&R简单地描述一下C语言的类型。在这里，将C语言类型大致分为基本类型和派生类型。

基本类型（Basic Types）

基本类型分为：

• 字符型 ：char
• 整型：short,int,long int,long long int以及它们的unsigned 类型
• 浮点型 float,double

C语言的类型实际所能表示的范围由具体环境决定，为了写出移植性更好的代码，需要留意类型的表示范围。这部分书本和网上都有很多讲解，这里就不详细展示。

派生类型（Derived Types）

对于派生类型，在K&R的附录中是这样说的：

Besides the basic types, there is a conceptually infinite class of derived types constructed from the fundamental types in the following ways:
     arrays of objects of a given type
     functions returning objects of a given type
     pointers to objects of a given type
     structures containing a seqence of objects of various types
     unions capable of containing any one of several objects of various types
In general these methods of constructing objects can be applied recursively

C标准中的描述（第6.2.5节）更详细和形式化。这段话是说，派生类型有5种：数组、函数、指针、结构体、联合体，通过递归（“递归”概念在这里非常重要）地使用这5种构造对象的方式，从而可以构造概念上无限种类的对象。

• 数组类型：数组是由其元素的类型(element type)派生出来的类型，其属性为元素类型 和数组大小，即由类型 T 派生出 T 数组（array of T）。
• 函数类型：函数类型是由其返回类型派生而来，属性为返回类型 和参数的个数和类型，即由返回类型T派生出函数类型 返回T的函数（function returning T）。要注意的是，由于函数的大小是不确定的，那么由函数再派生出的只能是指针类型（指向函数的指针），而不能是数组、结构体、联合体这些类型。
• 结构体类型：与数组不同的是可以含有不同类型的元素。
• 联合体类型：与结构体不同的是，所有成员重叠（overlap）使用同一块内存。
• 指针类型：可以由上述所有类型派生而来，对于类型T派生而来的指向T的指针。

可以这样说，基本类型是原子性的，是原料，通过各种派生方式，从而构造出全新的派生类型。

#define MAX_NAME_LENGTH 16
typedef struct Person {
    char name[MAX_NAME_LENGTH];
    int  phoneNo;
}Person;

void call(int phoneNo);

typedef struct Empolyee {
    Person person;
    int    salary;
    void (*call)(int);
}Employee;

由上面例子构造出的类型树为：

---

(To be continue…)