二．指针的定义及运算

上一讲已经说过，指针是一种变量，它也有自己的地址，但由于它是专门用来存放地址的变量，所以把它认为是种特殊的变量，既然有着特殊的身份，那么也理应受到特殊的待遇，下面来看看它享受了那些优待。

1．指针的定义

在C语言中，定义一个普通的变量（如整型数），我们这样做：int i; 而定义一个指针变量（指针）我们需要这样做：int *p ;  还记得吗，一个矩形中的值是有类型的，可能是整型，可能是字符型……，它们原本是“清白”的，无类型的，是我们通过一些手段使它们有了类型。当我们做出int i; 这样一个定义时，编译器就会分配一个地址(例如200)并和i 关联起来，而int将限定编译器把这个区域中的内容作为整型数看待。

               矩形内的值被视为int型   

现在我们又有了int *p;这个定义，假设p是指向变量i的（见下图），p中存的是变量i的地址。* 表示p是一个指针，而int表示p中所存的地址对应的变量（即变量i）的类型是int。

                             p指向i , int *p；中的int是指针p所指向的变量的类型

我们将int称为指针p的基类型，或指针p所指向的变量的类型。

类似地，我们可以有： char  *s ;   （ s是指向char型变量的指针 ）

  float  *f ;    （ f是指向float型变量的指针 ）

  double  *d ;  （ d是指向double型变量的指针 ）

由此得到声明一个指针变量（指针）的一般形式 ： 基类型  * 指针名；

有一点要注意，在定义指针时，以下两种方式都是允许的，例如：

int  *ptr1;

int*  ptr2;

但一般比较倾向用第一种，因为可以避免以下的误解：

int*  PRt1,   ptr2;

这样的定义方式，容易使人误以为ptr2也是一个指针，事实上并不是，prt2是一个int型变量，以下的定义方式中ptr1与ptr2才都是指针：

int* ptr1,  *ptr2;

2.指针的运算

<1>．&（address-of Operator）取地址操作符：

究竟如何使一个指针指向一个变量呢？后面的语句给出了解答：int *p = &i；& 用于取一个对象的地址（本文说的对象是泛指的某一事物，如变量，数组等，和C++中的对象概念不同），这里用于将i的地址赋给p, 那么指针p就指向了变量i 。上述的语句也可以分开写，如：int *p;  p = &i;

小扩展：（下面大括号中的内容，出涉指针的朋友可以跳过，当然也可以作为扩展知识）

{&的实质：当对一个T类型对象进行 & 操作时，返回的是一个“指向T的指针”类型的常量，即指针常量（pointer constant），在我们使用&运算符时我们并不关心它是如何实现的，因为有编译器帮我们隐藏了这些细节。

可当我们想要对一个指针赋一个绝对地址的时候，这个问题就体现出来了，而且我们不得不去关注，在C语言中没有一种内建（built-in）的方法去表示指针常量，所以当我们使用它的时候通常先写成整型常量的形式，然后再通过强制类型转换把它转换成相应的类型，如：int * , double * , char *等。 所以后面所示的做法是不行的： int *p = 0x12345678 ; 正确的方式应为：int *p = (int *) 0x12345678; 也许大家还记得我在第一讲中说的要注意指针中只能存放地址，不能将一个非0值整型常量表达式或者其他非地址类型的数据赋给一个指针，原因就在此。在大多数计算机中，内存地址确实是以无符号整型数来表示的，而且多以16进制表示，但我们在C语言中不能用整型数去表示地址，只能用指针常量来表示，因为它是被用来赋给一个指针的。

对于这个赋值问题还可以换一个角度去理解，在C语言中，使用赋值操作符时，赋值操作符左边和右边的表达式类型应该是相同的，如果不是，赋值操作符将试图把右边表达式的值转换为左边的类型。所以如果写出int *p = 0x12345678 ; 这条语句编译器会报错：'=' : cannot convert from ' const int ' to ' int* ' ，因为赋值操作符左边和右边的表达式的类型应该相同，而0x12345678是int型常量，p是一个指向int型的指针，两者类型不同，所以正确的方式是：int *p = (int *) 0x12345678 ; }

<2>．* (Dereference operator) 解引用操作符

* 在定义时用来说明一个变量是指针，而在定义了一个指针之后，我们使用（引用）指针时，*p表示的是p所指向的对象（即i）。也就是说，对于一个已定义的指针使用 * 操作符，将访问这个指针所指向的对象，我们来看下面的程序：

#include<stdio.h>

int main()

{

int i;                    /*定义一个int型变量i*/

int *p;                  /* 定义一个指向int类型的指针p */

i = 2 ;                 /* 初始化i为2 */

p = &i ;               /* 将i的地址赋给p ，即使p指向i */

printf("%d/n", i ) ;       /*输出i的值 */

printf("%d/n", *p ) ;     /* 输出p所指向的存储单元的值，即i的值*/

return 0 ;            /* 标准C语言主函数应返回一个值，用以通知操作系统程序执行成功与否，通常0表示成功*/

}

程序输出结果为：

2

2

对于 * 操作符，由于它有两个等价的术语dereference和indirection ，所以在国内的书籍中你会看到各种翻译方法，如：解引用、解除引用、反引用、反向引用、间接引用、间接访问……

只要你知道它是用来访问一个指针所指向的对象的，那么不管它叫什么都不重要了。还是那句话，弄懂是什么，不要在乎叫什么，如果你理解了它的真正含义，大可以简洁地称它为“星号”操作符！

3.指针的初始化

ANSI C定义了零指针常量的概念：一个具有0值的整形常量表达式，或者此类表达式被强制转换为void *类型，则称为空指针常量，它可以用来初始化或赋给任何类型的指针。也就是说，我们可以将0、0L、'/0'、2–2、0*5以及(void*)0赋给一个任何类型的指针，此后这个指针就成为一个空指针，由系统保证空指针不指向任何对象或函数。

ANSI C还定义了一个宏NULL，用来表示空指针常量。大多数C语言的实现中NULL是采用后面这种方式定义的：#define  NULL  ((void*)0)。

对指针进行初始化时常用的有以下几种方式：

  1.采用NULL或空指针常量，如：int *p = NULL;或 char *p = 2-2; 或float*p = 0;

  2.取一个对象的地址然后赋给一个指针，如：int i = 3;  int *ip = &i；

  3.将一个指针常量赋给一个指针，如：long *p = (long *)0xfffffff0;

  4.将一个T类型数组的名字赋给一个相同类型的指针，如：char ary[100]; char *cp = ary;

  5.将一个指针的地址赋给一个指针，如：int i = 3;  int *ip = &i；int **pp = &ip;

  6.将一个字符串常量赋给一个字符指针，如：char *cp = “abcdefg”;

对指针进行初始化或赋值的实质是将一个地址或同类型(或相兼容的类型)的指针赋给它，而不管这个地址是怎么取得的。要注意的是：对于一个不确定要指向何种类型的指针，在定义它之后最好把它初始化为NULL，并在解引用这个指针时对它进行检验，防止解引用空指针。另外，为程序中任何新创建的变量提供一个合法的初始值是一个好习惯，它可以帮你避免一些不必要的麻烦。

4．void *型指针

ANSI C定义了一种void *型指针，表示定义一个指针，但不指定它指向何种类型的数据。void *型指针作为一种通用的指针，可以和其它任何类型的指针(函数指针除外)相互转化而不需要类型强制转换，但不能对它进行解引用及下标操作。C语言中的malloc函数的返回值就是一个void *型指针，我们可以把它直接赋给一个其他类型的指针，但从安全的编程风格角度以及兼容性上讲，最好还是将返回的指针强制转换为所需的类型，另外，malloc在无法满足请求时会通过返回一个空指针来作为“内存分配失败”的信号，所以要注意返回值指针的判空。

5．指向指针的指针

在指针初始化的第5种方式中提到了用一个指针的地址来初始化一个指针。回忆一下上一讲的内容：指针是一种变量，它也有自己的地址，所以它本身也是可用指针指向的对象。我们可以将指针的地址存放在另一个指针中，如：

int i = 5000;

int *pi = &i;

int **ppi =&pi;

此时的ppi即是一个指向指针的指针,下图表示了这些对象：

i的地址为108，pi的内容就是i的地址，而pi的地址为104，ppi的内容即是pi的地址。对ppi解引用照常会得到ppi所指的对象，所获得的对象是指向int型变量的指针pi。想要真正地访问到i.，必须对ppi进行两次解引用，如下面代码所示：

printf("%d/n", i );

printf("%d/n", *pi );

printf("%d/n", **ppi );

以上三条语句的输出均为5000。