指針在C語言中的作用分析

湖南城市學院 通信與電子工程學院 舒 翔

指針是C 語言的靈魂，可以這么說，如果沒搞懂指針，就等于沒有學習C 語言。在學習C 語言的時候，很多學生對指針感到很費解，之所以費解，不是因為指針概念有多復雜，而是在使用時會經常犯錯誤，所以在學習時重點要從使用的角度抓住問題的本質，把本質搞清楚以后，在回到最基本的概念入手來分析，問題就能很快解決。

只要變量在內存中存在，必然有一個地址。因為操作系統管理內存就是通過內存的地址的。如，定義一個變量，初始化100，int a＝100，那么就會在內存中形成一個布局。在32 位系統中占4 個字節。假設這個變量的地址是1a1b，如果地址是可以用一個數表示，就可以把地址存在一個變量里。因此，再假設有這樣的一個變量，起名字為p，在這個變量里放變量a的地址（1a1b），那么變量p 同樣會在內存中形成一個布局。由此可知指針和變量沒有實質性的區別，而最根本的區別在于其中存放的東西。對于一般的變量，只是給它一個初值或計算的結果，而指針里面存放的是另一個變量地址，可以說，指針的本質就是存放一個變量的地址的變量，如：int* p=&a;即p指向a，a 就是p 所指向的目標，那么p 就是指針，

一、*和&符號

&：取一個變量的地址。*：取一個指針的目標。

int*p 和*p 的區別：int*表示p 是一個指向int 類型的指針，這里*是一個類型說明符。

*p 表示對p 取目標，這里*是一個運算符。

二、二級指針和多級指針

既然p 也是一個變量，那么它在內存中也存在一個地址，并且這個地址同樣也可以放到一個變量（pp）中。那么pp 就是一個指向指針的指針。這里pp 就是二級指針

與此類似，可以進一步得到多級指針的概念，int*pp＝&p；//pp 二級指針。

三、指針的應用

1.將指針用于函數的參數，傳遞變量的地址，可以在函數中修改實參的值，代碼如下。

void swap（int*a，int*b）{int c＝*a；*a＝*b；*b＝*c；}。通過指針取目標運算，從而實現了對實參的成功交換。

2.指針可以作為函數的返回值，但不要返回局部變量的指針，因為局部變量在函數返回時會被釋放，具體代碼如下：

int* foo（void）{int a=100；int* p=&a；return p；//返回局部變量的指針}

但是再看看下面的代碼，也是返回局部變量，在編譯器上運行，沒出錯，可以得到正確的結果。

int add（int a，int b）{int c＝a＋b；return c；}

int main（void）{int c＝add （10，20）}

這種情況和指針的是不一樣的，實際上在函數返回以前，內存中的return 語句在執行的時候，會把c 的值復制到main 的棧里面，而只有等return 語句先執行完成了才釋放棧，之后才執行其后的右括號。具體來說，編譯器將右括號編譯成一系列匯編代碼，來釋放函數的棧，return 語句執行完成以后，才釋放棧，而在執行return 的時候已經復制了一份c 的值，所以在main 中拿到的是c 的值，而指針的情況拿到的是地址，而這塊地址是已經釋放了內存的地址，是不能得到其目標的值，所以還是那句話，要抓住問題的本質，不要被表面現象所迷惑！

3.野指針和空指針。

int*p//，沒初始化，野指針，*p＝100//可能引發錯誤

因p 指向的內存不明確，出于對內存的保護，有可能引發錯誤，打斷進程。若產生段錯誤，解決它的方法有顯式地初始化有效的內存：int a；int*p=&a；

另一種方法是初始化成空指針：int*p =NULL;

4.指針和數組的關系。

（1）數組名可以看做一個指針，所以通過指針可以遍歷一個數組。

（2）數組和指針的區別：數組名是一個常量，不能被賦值，但是指針可接受其他變量的地址。

（3）常量指針和指針常量。常量指針就是指向常量的指針，該指針的目標不可修改，但指針本身可修改，int n＝100，const int*p＝&n；*p＝200//error。指針常量就是指針類型的常量，該指針本身不能修改，但指針目標可被修改。int n＝100，int*const p＝&n；*p＝2//0k.int m=1，p=&m//error.常量指針常量，指針的目標和本身都不可被修改，如cosnt int*const p=&n；

（4）指針和結構體的關系。可以聲明一個指向結構類型的指針，struct mstruct s={1，2，3}；聲明結構對象s。struct mstruct*p=&s；聲明指向結構對象s 的指針，則可以通過p 訪問s 的三個成員變量，

四、指針安全問題

char s＝'a'，int*p，p＝（int*）&s，*p＝1；在這里p 是一個int 類型的指針，它指向的是s 的首地址，在32 位系統中，s 占1 字節，int 占4 字節，最后一條語句不但改變了s 所占的1 字節，還把s 相鄰的3 字節也改變了，那么這3 個里可能存儲了重要的數據，而由于未認真使用指針，這三個字節的值被改變了，造成崩潰性的錯誤。所以在使用指針時，使用者必須清楚指針究竟指向了那里。