关于C语言中指针含义的详细解析

C语言里，变量存放在内存中，而内存其实就是一组有序字节组成的数组，每个字节有唯一的内存地址。CPU 通过内存寻址对存储在内存中的某个指定数据对象的地址进行定位。这里，数据对象是指存储在内存中的一个指定数据类型的数值或字符串，它们都有一个自己的地址，而指针便是保存这个地址的变量。也就是说：指针是一种保存变量地址的变量；如果学习过汇编语言的小伙伴很容易理解。**所谓指针，也就是内存的地址；所谓指针变量，也就是保存了内存地址的变量。**指针说白了就是一块内存的地址,而指针变量就是用来保存这块地址,也就是说,指针变量里面存的是指针,就像整型变量里面存的是整数；举例说明，就如下图所示： 　　 指针变量就相当于图中路标，而指针就是路标上的地址，也就是需要的内存地址，通过它就可以找到需要的内存地址，就像图中一样，通过路标中的地址就可以找到房子，之后就可以找到房子中的东西了。

如上面代码所示，a就是整型变量，其可以用来保存整型数据；顾名思义，p是一个指针变量，则它就是用来储存指针数据的，而指针就是一个地址，代码中将a的地址赋给了指针变量p,所以p就用来存储a的地址了，保存的指针就是&a，当然系统也会自动为指针变量分配一段内存地址，就是&p，就是上图中路标地址。

前面已经提到内存其实就是一组有序字节组成的数组，数组中，每个字节大大小固定，都是 8bit。对这些连续的字节从 0 开始进行编号，每个字节都有唯一的一个编号，这个编号就是内存地址。示意如下图： 　 这是一个 4GB 的内存，可以存放 2^32 个字节的数据。左侧的连续的十六进制编号就是内存地址，每个内存地址对应一个字节的内存空间。而指针变量保存的就是这个编号，也即内存地址。

在C语言中，指针的使用非常广泛，因为使用指针往往可以生成更高效、更紧凑的代码。总的来说，使用指针有如下好处：

1） 指针的使用使得不同区域的代码可以轻易的共享内存数据，这样可以使程序更为快速高效；

2） C语言中一些复杂的数据结构往往需要使用指针来构建，如链表、二叉树等；

3） C语言是传值调用，而有些操作传值调用是无法完成的，如通过被调函数修改调用函数的对象，但是这种操作可以由指针来完成，而且并不违背传值调用。

指针其实就是一个变量，指针的声明方式与一般的变量声明方式没太大区别：

指针的声明比普通变量的声明多了一个一元运算符 “ * ”。运算符 “ * ” 是间接寻址或者间接引用运算符。当它作用于指针时，将访问指针所指向的对象。在上述的声明中： p 是一个指针，保存着一个地址，该地址指向内存中的一个变量； *p 则会访问这个地址所指向的变量。

声明一个指针变量并不会自动分配任何内存。在对指针进行间接访问之前，指针必须进行初始化：或是使他指向现有的内存，或者给他动态分配内存，否则我们并不知道指针指向哪儿，这将是一个很严重的问题，稍后会讨论这个问题。初始化操作如下：

.malloc函数 函数原型为void *malloc(unsigned int size); 其作用是在内存的动态存储中分配一个长度为size的连续空间(size是一个无符号数) 此函数的返回值是一个指向分配域起始地址的指针(void)。 如果此函数未能成功地执行(例如内存空间不足)，则返回Null.

.calloc函数 函数原型是void *calloc (unsigned n,unsigned size) 其作用是在内存的存储区中分配n个长度为size的连续空间。 函数返回一个指向分配域起始地址的指针。 如果分配不成功，返回Null 用calloc函数可以为一维数组开辟动态存储空间，n为数组个数，每个元素长度为size

.free函数 函数原型是void free(void *p) 其作用是释放由p指向的内存区，使这部分内存区能被其他区使用 p是最近一次调用calloc或者malloc函数的时候返回的值。

深拷贝和浅拷贝是只针对Object和Array这样的引用数据类型的。 1.深拷贝 深拷贝是指源对象与拷贝对象互相独立，其中任何一个对象的改动都不会对另外一个对象造成影响。 就比如在我们的日常生活中，张三想要李四的资料，然后张三就在李四这里复制过去，这时张三和李四手里都有相同的一份资料，但这两份资料相互独立，不管是谁修改了他自己手里的内容都对另外的人手里的资料无影响！ 2.浅拷贝 浅拷贝只复制指向某个对象的指针，而不复制对象本身，新旧对象还是共享同一块内存。直接地址赋值，指针共享一片内存。 3.二者的区别 当我们把一个对象赋值给一个新的变量时，赋的其实是该对象的在栈中的地址，而不是堆中的数据。也就是两个对象指向的是同一个存储空间，无论哪个对象发生改变，其实都是改变的存储空间的内容，因此，两个对象是联动的。 浅拷贝是按位拷贝对象，它会创建一个新对象，这个对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝。如果属性是基本类型，拷贝的就是基本类型的值；如果属性是内存地址（引用类型），拷贝的就是内存地址 ，因此如果其中一个对象改变了这个地址，就会影响到另一个对象。即默认拷贝构造函数只是对对象进行浅拷贝复制(逐个成员依次拷贝)，即只复制对象空间而不复制资源。

浅拷贝

深拷贝

如果一个指针没有被初始化，那么程序就不知道它指向哪里。它可能指向一个非法地址，这时，程序会报错，在 Linux 上，错误类型是 Segmentation fault（core dumped），提醒我们段违例或内存错误。它也可能指向一个合法地址，实际上，这种情况更严重，你的程序或许能正常运行，但是这个没有被初始化的指针所指向的那个位置的值将会被修改，而你并无意去修改它。用一个例子简单的演示一下：

这个程序可以编译通过，但是运行的话会报错，报错信息如下：

要想使这个程序运行起来，需要先对指针 p 进行初始化：

对指针进行初始化后，指针指向了我们让它指向的变量，便可以正常对指针进行赋值了。，就如同修改变量x一样。

NULL 指针是一个特殊的指针变量，表示不指向任何东西。可以通过给一个指针赋一个零值来生成一个 NULL 指针。

可以看到指针指向内存地址0。在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是为操作系统保留的。但是，内存地址 0 有一个特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。

首先先看下面两行代码的区别

第一行代码大家都会熟悉，就是普通的指针声明，第二行则是指针的强制转换，因为p已经是一个声明过的变量，这里将其转换为一个指向char型的指针， 具体用法参照下面代码：

从上面代码中可以看出指针p是指向int型的指针，通过强制转换为了p1则是指向char型的指针，而后又对p1进行转换，变成来整型变量b,通过地址可以看出p和p1虽然都是指针，但类型不同，且二者只是指向了同一地址单元，自身地址并不同，所以属于两个指针指向同一地址，是浅拷贝；而b则是使用了p1指向地址单元中的变量进行赋值，是深拷贝；

C 指针的算术运算只限于两种形式：

1） 指针 +/- 整数 ：

可以对指针变量 p 进行 p++、p–、p + i 等操作，所得结果也是一个指针，只是指针所指向的内存地址相比于 p 所指的内存地址前进或者后退了 i 个操作数。用一张图来说明一下：

在上图中，10000000等是内存地址的十六进制表示（数值是假定的），p 是一个 int 类型的指针，指向内存地址 0x10000008 处。则 p++ 将指向与 p 相邻的下一个内存地址，由于 int 型数据占 4 个字节，因此 p++ 所指的内存地址为 1000000b。其余类推。不过要注意的是，这种运算并不会改变指针变量 p 自身的地址，只是改变了它所指向的地址，即所保存的指针发生了变化。举个例子：

从上面代码可以看到指针变量pa pb pc的自身地址 （&pa &pb &pc） 一直没有变化，只有其保存的指针，也就是保存的地址发生了偏移变化，使其指向发生了变化；同时也可以发现每个指针指向的变量也没有改变。

2）指针 - 指针

只有当两个指针都指向同一个数组中的元素时，才允许从一个指针减去另一个指针。 两个指针相减的结果的类型是 ptrdiff_t，它是一种有符号整数类型。减法运算的值是两个指针在内存中的距离（以数组元素的长度为单位，而不是以字节为单位），因为减法运算的结果将除以数组元素类型的长度。举个例子：

从以上代码可以看出两个指针相减最终得出的是两个指针在内存中的距离。

在C语言中，指针与数组之间的关系十分密切。实际上，许多可以用数组完成的工作都可以使用指针来完成。一般来说，用指针编写的程序比用数组编写的程序执行速度快，但另一方面，用指针实现的程序理解起来稍微困难一些。

我们先声明一个数组：

我们可以用 a[0]、a[1]、…、a[9] 来表示这个数组中的10个元素，这10个元素是存储在一段连续相邻的内存区域中的。 　接下来，我们再声明一个指针：

p 是一个指针变量，指向内存中的一个区域。如果我们对指针 p 做如下的初始化：

我们知道，对指针进行自增操作会让指针指向与当前元素相邻的下一个元素，即 *(p + 1) 将指向 a[1] ；同样的， *(p + i) 将指向 a[i] 。因此，我们可以使用该指针来遍历数组 a[10] 的所有元素。可以看到，数组下标与指针运算之间的关系是一一对应的。而根据定义，数组类型的变量或表达式的值是该数组第 1 个元素的地址，且数组名所代表的的就是该数组第 1 个元素的地址，故，上述赋值语句可以直接写成：

很显然，一个通过数组和下标实现的表达式可以等价地通过指针及其偏移量来实现，这就是数组和指针的互通之处。但有一点要明确的是，数组和指针并不是完全等价，指针是一个变量，而数组名不是变量，它数组中第 1 个元素的地址，数组可以看做是一个用于保存变量的容器。更直接的方法，我们可以直接看二者的地址，并不一样：

可以看到， x 的值与 x[0] 的地址是一样的，也就是说数组名即为数组中第 1 个元素的地址。打印 &x 后发现，x 的地址也是这个值。而 x 的地址与指针变量 p 的地址是不一样的。故而数组和指针并不能完全等价。

指针是一个变量，而数组是用于存储变量的容器，因此，指针也可以像其他变量一样存储在数组中，也就是指针数组。 指针数组是一个数组，数组中的每一个元素都是指针。声明一个指针数组的方法如下：

在上述声明中，由于 [ ] 的优先级比 * 高，故 p 先与 [ ] 结合，成为一个数组 p[ ]；再由 int * 指明这是一个 int 类型的指针数组，数组中的元素都是 int 类型的指针。数组的第 i 个元素是 *p[i]，而 p[i] 是一个指针。由于指针数组中存放着多个指针，操作灵活，在一些需要操作大量数据的程序中使用，可以使程序更灵活快速。

从代码中可以看到指针数值就是一个元素为指针的数组；数组中的指针变量自身地址都是连续存放的，每个指针变量都可以指向不同的数组或整型变量。同时以发现了一个问题，关于指针的移动问题，(p)++和（p++）和*p++的区别 （p++）究竟是谁++，是p的地址++，还是p所指的东西的地址++ 第二级：！、~、++、–、-、（类型）、、&、sizeof。这一级都是单目运算符号，这一级的结合方向是从右向左。比如出现p++，这时和++同级别，先算右边，再左边。所以p++等价于（p++），而不是（*p）++。

比如

数组指针是一个指针，它指向一个数组。声明一个数组指针的方法如下：

由于 ( ) 的优先级最高，所以 p 是一个指针，指向一个 int 类型的一维数组，这个一维数组的长度是 10，这也是指针 p 的步长。也就是说，执行 p+1 时，p 要跨过 n 个 int 型数据的长度。数组指针与二维数组联系密切，可以用数组指针来指向一个二维数组，如下：

结构是一个或多个变量的集合，这些变量可能为不同的类型，为了处理的方便而将这些变量组织在一个名字之下。由于结构将一组相关的变量看做一个单元而不是各自独立的实体，因此结构有助于组织复杂的数据，特别是在大型的程序中。声明一个结构的方式如下：

可以使用 结构名.成员 的方式来访问结构中的成员，如下：

结构指针是指向结构的指针，以上面的结构为例，可以这样定义一个结构指针：

C语言中使用 -> 操作符来访问结构指针的成员，举个例子：

C语言的所有参数均是以“传值调用”的方式进行传递的，这意味着函数将获得参数值的一份拷贝。这样，函数可以放心修改这个拷贝值，而不必担心会修改调用程序实际传递给它的参数。

传值调用的好处是是被调函数不会改变调用函数传过来的值，可以放心修改。但是有时候需要被调函数回传一个值给调用函数，这样的话，传值调用就无法做到。为了解决这个问题，可以使用传指针调用。指针参数使得被调函数能够访问和修改主调函数中对象的值。用一个例子来说明：

在C语言中，函数本身不是变量，但是可以定义指向函数的指针，也称作函数指针，函数指针指向函数的入口地址。这种类型的指针可以被赋值、存放在数组中、传递给函数以及作为函数的返回值等等。 声明一个函数指针的方法如下：

上述代码声明了一个函数指针 pointer ，该指针指向一个函数，函数具有两个 int * 类型的参数，且返回值类型为 int。下面的代码演示了函数指针的用法：

这段代码的功能是从键盘读取两行字符串（长度不超过20），判断二者是否相等。 　　注意，声明一个函数指针时，() 不能漏掉， 否则：

正确类型为

参考文献：

1）C程序设计语言（第2版）

2）C和指针

C程序设计语言（第四版） https://www.cnblogs.com/tongye/p/9650573.html