细说指针

指针是一个特殊的变量，它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。
要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容：指针的类型、指针所指向的类型、指针的值或者叫指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区。让
我们分别说明。
先声明几个指针放着做例子：

例一：
(1)int*ptr;
(2)char*ptr;
(3)int**ptr;
(4)int(*ptr)[3];
(5)int*(*ptr)[4];

1.指针的类型

从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部
分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各
个指针的类型：

 (1)int *ptr;//指针的类型是int*
 (2)char *ptr;//指针的类型是char*
 (3)int **ptr;//指针的类型是int**
 (4)int (*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3]
 (5)int *(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]

怎么样？找出指针的类型的方法是不是很简单？

2.指针所指向的类型

当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了
编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声
明符去掉，剩下的就是指针所指向的类型*。例如：

(1)int*ptr; //指针所指向的类型是int
(2)char*ptr; //指针所指向的的类型是char
(3)int**ptr; //指针所指向的的类型是int*
(4)int(*ptr)[3]; //指针所指向的的类型是int()[3]
(5)int*(*ptr)[4]; //指针所指向的的类型是int*()[4]

在指针的算术运算中，指针所指向的类型有很大的作用。
指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你
对C 越来越熟悉时，你会发现，把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成
"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念，是精通指针的关键点之一。
我看了不少书，发现有些写得差的书中，就把指针的这两个概念搅在一起了，
所以看起书来前后矛盾，越看越糊涂。

3.指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址

指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址，而
不是一个一般的数值。在32 位程序里，所有类型的指针的值都是一个32 位
整数，因为32 位程序里内存地址全都是32 位长。指针所指向的内存区就
是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为si zeof(指针所指向的类
型)的一片内存区。以后，我们说一个指针的值是XX，就相当于说该指针指
向了以XX 为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，
就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。
指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例
一中，指针所指向的类型已经有了，但由于指针还未初始化，所以它所指向
的内存区是不存在的，或者说是无意义的。
以后，每遇到一个指针，都应该问问：这个指针的类型是什么？指针指
的类型是什么？该指针指向了哪里？（重点注意）

4.指针本身所占据的内存区

指针本身占了多大的内存？你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下
就知道了。在32 位平台里，指针本身占据了4 个字节的长度。
指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式（后面会解释）是
否是左值时很有用。

指针的算术运算

指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减
运算的意义是不一样的，以单元为单位。例如：

例二：
char a[20];
int *ptr=(int *)a; //强制类型转换并不会改变a 的类型
ptr++;

在上例中，指针ptr 的类型是int*,它指向的类型是int，它被初始化
为指向整型变量a。接下来的第3 句中，指针ptr 被加了1，编译器是这样
处理的：它把指针ptr 的值加上了sizeof(int)，在32 位程序中，是被加上
了4，因为在32 位程序中，int 占4 个字节。由于地址是用字节做单位的，
故ptr 所指向的地址由原来的变量a 的地址向高地址方向增加了4 个字节。
由于char 类型的长度是一个字节，所以，原来ptr 是指向数组a 的第0 号
单元开始的四个字节，此时指向了数组a 中从第4 号单元开始的四个字节。
我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组，看例子：

例三：
int array[20]={0};
int *ptr=array;
for(i=0;i<20;i++)
{
(*ptr)++;
ptr++；
}

这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr
加1 个单元，所以每次循环都能访问数组的下一个单元。
再看例子：

例四：
char a[20]="You_are_a_girl";
int *ptr=(int *)a;
ptr+=5;

在这个例子中，ptr 被加上了5，编译器是这样处理的：将指针ptr 的
值加上5 乘sizeof(int)，在32 位程序中就是加上了5 乘4=20。由于地址
的单位是字节，故现在的ptr 所指向的地址比起加5 后的ptr 所指向的地址
来说，向高地址方向移动了20 个字节。在这个例子中，没加5 前的ptr 指
向数组a 的第0 号单元开始的四个字节，加5 后，ptr 已经指向了数组a 的
合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。
这也体现出了指针的灵活性。
如果上例中，ptr 是被减去5，那么处理过程大同小异，只不过ptr 的
值是被减去5 乘sizeof(int)，新的ptr 指向的地址将比原来的ptr 所指向
的地址向低地址方向移动了20 个字节。
下面请允许我再举一个例子:(一个误区)

例五:
#include
int main()
{
char a[20]=" You_are_a_girl";
char *p=a;
char **ptr=&p;
//printf("p=%d\n",p);
//printf("ptr=%d\n",ptr);
//printf("*ptr=%d\n",*ptr);
printf("**ptr=%c\n",**ptr);
ptr++;
//printf("ptr=%d\n",ptr);
//printf("*ptr=%d\n",*ptr);
printf("**ptr=%c\n",**ptr);
}

误区一、输出答案为Y 和o
误解:ptr 是一个char 的二级指针,当执行ptr++;时,会使指针加一个
sizeof(char),所以输出如上结果,这个可能只是少部分人的结果.
误区二、输出答案为Y 和a
误解:ptr 指向的是一个char *类型,当执行ptr++;时,会使指针加一个
sizeof(char *)(有可能会有人认为这个值为1,那就会得到误区一的答
案,这个值应该是4,参考前面内容), 即&p+4; 那进行一次取值运算不
就指向数组中的第五个元素了吗?那输出的结果不就是数组中第五个元
素了吗?答案是否定的.
正解: ptr 的类型是char **,指向的类型是一个char *类型,该指向的
地址就是p的地址(&p),当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char
),即&p+4;那(&p+4)指向哪呢,这个你去问上帝吧,或者他会告诉你在
哪?所以最后的输出会是一个随机的值,或许是一个非法操作.

总结一下:

一个指针ptrold 加(减)一个整数n 后，结果是一个新的指针ptrnew，
ptrnew 的类型和ptrold 的类型相同，ptrnew 所指向的类型和ptrold
所指向的类型也相同。ptrnew 的值将比ptrold 的值增加(减少)了n 乘
sizeof(ptrold 所指向的类型)个字节。就是说，ptrnew 所指向的内存
区将比ptrold 所指向的内存区向高(低)地址方向移动了n 乘
sizeof(ptrold 所指向的类型)个字节。
指针和指针进行加减：

两个指针不能进行加法运算，这是非法操作，因为进行加法后，得到的
结果指向一个不知所向的地方，而且毫无意义。两个指针可以进行减法
操作，但必须类型相同，一般用在数组方面，不多说了。

3、运算符&和*

这里&是取地址运算符，*是间接运算符。

** &a 的运算结果是一个指针，指针的类型是a 的类型加个，指针所指向的类型是a 的类型，指针所指向的地址嘛，那就是a 的地址.*

** *p 的运算结果就五花八门了。总之p 的结果是p 所指向的东西，这个东西有这些特点：
它的类型是p 指向的类型，它所占用的地址是p所指向的地址.*

例六：
int a=12; int b; int *p; int **ptr;
p=&a;   // &a 的结果是一个指针，类型是int*，指向的类型是
          // int，指向的地址是a 的地址。
*p=24;   // *p 的结果，在这里它的类型是int，它所占用的地址是
          // p 所指向的地址，显然，*p 就是变量a。
ptr=&p;   // &p 的结果是个指针，该指针的类型是p 的类型加个*，
          // 在这里是int **。该指针所指向的类型是p 的类型，这
          // 里是int*。该指针所指向的地址就是指针p 自己的地址。
*ptr=&b;   // *ptr 是个指针，&b 的结果也是个指针，且这两个指针
          // 的类型和所指向的类型是一样的（类型是int*，指向的类型是int, 指向的地址就是b本身的地址），
          // 所以用&b 来给*ptr 赋值就是毫无问题的了。
**ptr=34;   // *ptr 的结果是ptr 所指向的东西，在这里是一个指针，
          // 对这个指针再做一次*运算，结果是一个int 类型的变量。
          // 这里**ptr的类型就是（*ptr）所指向的类型也就是int类型，
          // 它所占用的的地址是 （*ptr）所指向的地址也就是b本身的地址

指针