现在假设有一个 char 类型的变量 c,它存储了字符 'K'(ASCII码为十进制数 75),并占用了地址为 0X11A 的内存(地址通常用十六进制表示)。另外有一个指针变量 p,它的值为 0X11A,正好等于变量 c 的地址,这种情况我们就称 p 指向了 c,或者说 p 是指向变量 c 的指针。 定义指针变量定义指针变量与定义普通变量非常类似,不过要在变量名前面加星号*,格式为:
datatype *name;
或者
datatype *name = value;
*表示这是一个指针变量,datatype表示该指针变量所指向的数据的类型 。例如:
int *p1;
p1 是一个指向 int 类型数据的指针变量,至于 p1 究竟指向哪一份数据,应该由赋予它的值决定。再如:
int a = 100;
int *p_a = &a;
在定义指针变量 p_a 的同时对它进行初始化,并将变量 a 的地址赋予它,此时 p_a 就指向了 a。值得注意的是,p_a 需要的一个地址,a 前面必须要加取地址符&,否则是不对的。
注意每个变量前面都要带*。如果写成下面的形式,那么只有 a 是指针变量,b、c 都是类型为 int 的普通变量:
int *a, b, c;
通过指针变量取得数据指针变量存储了数据的地址,通过指针变量能够获得该地址上的数据,格式为:
*pointer;
这里的*称为指针运算符,用来取得某个地址上的数据,请看下面的例子:
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 15;
int *p = &a;
printf("%d, %d\n", a, *p); //两种方式都可以输出a的值
return 0;
}
运行结果:
15, 15
假设 a 的地址是 0X1000,p 指向 a 后,p 本身的值也会变为 0X1000,*p 表示获取地址 0X1000 上的数据,也即变量 a 的值。从运行结果看,*p 和 a 是等价的。
上节我们说过,CPU 读写数据必须要知道数据在内存中的地址,普通变量和指针变量都是地址的助记符,虽然通过 *p 和 a 获取到的数据一样,但它们的运行过程稍有不同:a 只需要一次运算就能够取得数据,而 *p 要经过两次运算,多了一层“间接”。
假设变量 a、p 的地址分别为 0X1000、0XF0A0,它们的指向关系如下图所示:
程序被编译和链接后,a、p 被替换成相应的地址。使用 *p 的话,要先通过地址 0XF0A0 取得变量 p 本身的值,这个值是变量 a 的地址,然后再通过这个值取得变量 a 的数据,前后共有两次运算;而使用 a 的话,可以通过地址 0X1000 直接取得它的数据,只需要一步运算。
也就是说,使用指针是间接获取数据,使用变量名是直接获取数据,前者比后者的代价要高。
指针除了可以获取内存上的数据,也可以修改内存上的数据,例如:
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 15, b = 99, c = 222;
int *p = &a; //定义指针变量
*p = b; //通过指针变量修改内存上的数据
c = *p; //通过指针变量获取内存上的数据
printf("%d, %d, %d, %d\n", a, b, c, *p);
return 0;
}
运行结果:
99, 99, 99, 99
*p 代表的是 a 中的数据,它等价于 a,可以将另外的一份数据赋值给它,也可以将它赋值给另外的一个变量。
从运行结果可以看出,a、b 的值已经发生了交换。需要注意的是临时变量 temp,它的作用特别重要,因为执行*pa = *pb;语句后 a 的值会被 b 的值覆盖,如果不先将 a 的值保存起来以后就找不到了。 关于 * 和 & 的谜题假设有一个 int 类型的变量 a,pa 是指向它的指针,那么*&a和&*pa分别是什么意思呢?
*&a可以理解为*(&a),&a表示取变量 a 的地址(等价于 pa),*(&a)表示取这个地址上的数据(等价于 *pa),绕来绕去,又回到了原点,*&a仍然等价于 a。
&*pa可以理解为&(*pa),*pa表示取得 pa 指向的数据(等价于 a),&(*pa)表示数据的地址(等价于 &a),所以&*pa等价于 pa。对星号*的总结在我们目前所学到的语法中,星号*主要有三种用途:
表示乘法,例如int a = 3, b = 5, c; c = a * b;,这是最容易理解的。
表示定义一个指针变量,以和普通变量区分开,例如int a = 100; int *p = &a;。
表示获取指针指向的数据,是一种间接操作,例如int a, b, *p = &a; *p = 100; b = *p;。