C/C++—指针基础小结

想必大多数正在学、学过C语言的人都有个体会：指针确实不好学。不仅是因为其本身奇怪的定义，也因为对于许多开发者（例如我）来说，如果不从事硬件开发、操作系统开发、C/C++方面的开发的话，指针的用处确实不大。且指针属于C/C++独有的内容，如果习惯使用其他语言进行工作，哪怕曾经学了指针，也会“用进废退”。
近来由于备战一些考试和竞赛，加之时不时被学弟学妹们问的一些问题哽住，便痛下决心，重新梳理一遍指针。也许内容不是太全，主要适用于为本科阶段计算机的学习打基础。

1.为什么要提出指针/什么是指针

前面提及，指针是C/C++的独有内容，指针的产生也与这两门语言本身的特性有关——偏底层。相比起如Java、Python、C#等其他语言，C/C++更多地支持对硬件、操作系统的控制。
从本质上来说，指针是用于操作内存的。关于内存、数据存储等概念，在此不作概述。现在我们要明白的一个核心概念就是，指针的作用是访问程序中的变量存在电脑中的地址。

2.指针的相关定义及性质

2.1指针的运算

指针独有的两个运算符如下：

*
&

其中第一个“*“用于定义指针变量，“&”用于取地址；两个符号互为逆运算。

2.2指针变量的定义及使用

指针变量的定义方法：
数据类型 *变量名;
例如如下代码：

int *a;//定义变量a为一个nt类型的指针变量

那么如何体现指针对地址的操作呢？我们看如下代码：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int *a; 
	cout<<a<<endl;
	return 0;
	}

程序输出为0x191380。很明显，这是计算机中的一个地址值，由于已经定义了a为指针变量，直接输出便是读取了其地址值。
以上为“*”操作符的一个运行示例，那么“&”取地址符又是怎么用呢？
指针变量名 =&被取地址的变量名；
我们来看一下两段代码：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int a=20; 
	int *b;
	b=&a;
	cout<<b<<endl;
	return 0;//输出为地址值
}

和

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int a=20; 
	int *b;
	b=&a;
	cout<<*b<<endl;
	return 0;//输出20
}

由于定义了b是一个指针变量，其便具有了指针的功能；之后取地址符&变起到了将a的地址值赋给b的作用。
那么为什么前一段代码输出为地址值，后一段为int数据类型呢？这只因为：前一段代码，由于b已经是一个指针变量了，与前文一样，作为指针，输出的是地址；后一段代码，加上了星号，等于又强调了“b毕竟还是个变量”，因次输出为替换了新地址后该内存空间内存储数据的值。
特别强调：未先定义指针变量，无法使用“&”运算符；或者说，即使敲出了“&”并成功运行，那也并非为指针范围的运算。
由此便也体现出指针的作用之一：我不直接赋值，但我可以通过改变地址值来访问这个变量。
这就好比，虽然很多人没出生在北京，不能生下来就直接获得北京户口；但通过买了北京的房，取得了北京的住所（地址），获得了北京户口。
（此处只是一个比喻，本蒟蒻未曾有过北漂梦，也不是在北京上大学或工作，比喻如有不当还望谅解嘿嘿）
到此，指针的核心概念算是结束了。但如果仅仅如此，那指针岂不是很简单？所以接下来，难度加大~

2.3指针的指针

没错，前面说的是变量的指针，可指针本身也是有指针的。
指针的指针的定义格式如下：
数据类型 **指针的指针变量名；
确实，就是在定义好得出指针变量前再加上一个星号，那么指针的指针怎么用？我们通过下面一段代码便可以看出：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	int a=24; 
	int *b;
	b=&a;
	int **c;
	c=&b;
	cout<<**c<<endl;
	return 0;//输出为24
}

很明显，b取了a的地址，可c作为一个能对b“下手”的指针，又取了b的地址，输出了a的值。
这就好比：纽约原本是印第安人的地盘（a的地址），被荷兰人用水晶球骗到了（b取了a 的地址），最后又被美国人用24美元买到手（c取了b的地址）。于是乎，印第安小帐篷和荷兰人都不见了，取而代之的是繁（e）华（chou ）的大都会。

2.4指针表达式

本部分内容主要是讲一些指针在写入表达式里的“骚操作”。来吧，翻过这座山~
（你会看到更多的山hhh）
前面我们已经掌握了*和&，这两个磨人的小妖精了，可运算符并不止他俩鸭~
先来看一个很正常的代码片段：

char ch='x';
char *cp=&ch;

这里很好理解，char类型的变量初始化赋值为“x”,指针变量cp取了它的地址
可如果是这么一个玩意儿呢？

*cp+1

是不是觉得很神奇？指针居然都还可以作加减？别慌，让我们冷静下来：
我们都知道，char类型字母+1，即代表字典序加一；而这里的*cp是一个指针变量，且取了地址，即这个地址存储的char类型数据字典序加一。
运行下面代码，果不其然：

```cpp
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	char ch='a';
    char *cp=&ch;
    char ck=*cp+1;
    cout<<ck<<endl;
	return 0;//输出为b，即a的字典序加一
}

再来看一个例子：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
	char ch='a';
    char *cp=&ch;
    char ck=*(cp+1);
    cout<<ck<<endl;
	return 0;//什么都没有输出
}

为什么会这样？因为这里的*(cp+1)访问的不再是变量值了，而是访问了之后的一个内存地址。可问题是，我们并不知道这后面地址是什么。这样，这个指针指向了一个未知域，即这是一个野指针。
由此，我们可以看出，指针可做加减运算，也会有自己本身的物理意义。但这样的操作能否有效，还需视具体情况而定。对于这一类表达式，我们只用保持冷静，心中装着一件事：
弄清楚这里究竟是要描述一个变量值还是内存地址？
类似的，还有++*++cp,(*cp)++等诡异的式子，在此不作赘述。

总结

指针作为C/C++中基础部分比较难的部分，常令初学者痛苦不已。指针的学习首先需要对内存的概念有相对清晰的认识，然后紧抓“*”和“&”互为逆运算、“是变量or地址”这两个重要概念。
当然，指针的应用还有很多，具体地与函数、数组、结构体、数据结构的结合使用，我们以后再聊~
感谢阅读，希望对你有用：）