指針的概念

　　指針是一個特殊的變量，它里面存儲的數值被解釋成為內存里的一個地址。 要搞清一個指針需要搞清指針的四方面的內容：指針的類型，指針所指向的 類型，指針的值或者叫指針所指向的內存區，還有指針本身所占據的內存區。讓我們分別說明。

　　先聲明幾個指針放著做例子：

　　例一：

　　(1)int*ptr;

　　(2)char*ptr;

　　(3)int**ptr;

　　(4)int(*ptr)[3];

　　(5)int*(*ptr)[4];

　　如果看不懂后幾個例子的話，請參閱我前段時間貼出的文章<<如何理解c和c ++的復雜類型聲明>>。

　　指針的類型

　　從語法的角度看，你只要把指針聲明語句里的指針名字去掉，剩下的部分就是這個指針的類型。這是指針本身所具有的類型。讓我們看看例一中各個指針的類型：

　　(1)int*ptr;//指針的類型是int*

　　(2)char*ptr;//指針的類型是char*

　　(3)int**ptr;//指針的類型是int**

　　(4)int(*ptr)[3];//指針的類型是int(*)[3]

　　(5)int*(*ptr)[4];//指針的類型是int*(*)[4]

　　怎么樣？找出指針的類型的方法是不是很簡單？

　　指針所指向的類型

　　當你通過指針來訪問指針所指向的內存區時，指針所指向的類型決定了編譯器將把那片內存區里的內容當做什么來看待。

　　從語法上看，你只須把指針聲明語句中的指針名字和名字左邊的指針聲明符*去掉，剩下的就是指針所指向的類型。例如：

　　(1)int*ptr;//指針所指向的類型是int

　　(2)char*ptr;//指針所指向的的類型是char

　　(3)int**ptr;//指針所指向的的類型是int*

　　(4)int(*ptr)[3];//指針所指向的的類型是int()[3]

　　(5)int*(*ptr)[4];//指針所指向的的類型是int*()[4]

　　在指針的算術運算中，指針所指向的類型有很大的作用。

　　指針的類型(即指針本身的類型)和指針所指向的類型是兩個概念。當你對C越來越熟悉時，你會發現，把與指針攪和在一起的"類型"這個概念分成"指針的類型"和"指針所指向的類型"兩個概念，是精通指針的關鍵點之一。我看了不少書，發現有些寫得差的書中，就把指針的這兩個概念攪在一起了，所以看起書來前后矛盾，越看越糊涂。

　　指針的值，或者叫指針所指向的內存區或地址

　　指針的值是指針本身存儲的數值，這個值將被編譯器當作一個地址，而不是一個一般的數值。在32位程序里，所有類型的指針的值都是一個32位整數，因為32位程序里內存地址全都是32位長。 指針所指向的內存區就是從指針的值所代表的那個內存地址開始，長度為si zeof(指針所指向的類型)的一片內存區。以后，我們說一個指針的值是XX，就相當于說該指針指向了以XX為首地址的一片內存區域；我們說一個指針指向了某塊內存區域，就相當于說該指針的值是這塊內存區域的首地址。

　　指針所指向的內存區和指針所指向的類型是兩個完全不同的概念。在例一中，指針所指向的類型已經有了，但由于指針還未初始化，所以它所指向的內存區是不存在的，或者說是無意義的。

　　以后，每遇到一個指針，都應該問問：這個指針的類型是什么？指針指的類型是什么？該指針指向了哪里？

　　指針本身所占據的內存區

　　指針本身占了多大的內存？你只要用函數sizeof(指針的類型)測一下就知道了。在32位平臺里，指針本身占據了4個字節的長度。

　　指針本身占據的內存這個概念在判斷一個指針表達式是否是左值時很有用。
　　指針的算術運算

　　指針可以加上或減去一個整數。指針的這種運算的意義和通常的數值的加減運算的意義是不一樣的。例如：

　　例二：

　　1、chara[20];

　　2、int*ptr=a;

　　...

　　...

　　3、ptr++;

　　在上例中，指針ptr的類型是int*,它指向的類型是int，它被初始化為指向整形變量a。接下來的第3句中，指針ptr被加了1，編譯器是這樣處理的：它把指針ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程序中，是被加上了4。由于地址是用字節做單位的，故ptr所指向的地址由原來的變量a的地址向高地址方向增加了4個字節。
由于char類型的長度是一個字節，所以，原來ptr是指向數組a的第0號單元開始的四個字節，此時指向了數組a中從第4號單元開始的四個字節。

　　我們可以用一個指針和一個循環來遍歷一個數組，看例子：

　　例三：


intarray[20];
int*ptr=array;
...
//此處略去為整型數組賦值的代碼。
...
for(i=0;i<20;i++)
{
　(*ptr)++;
　ptr++；
}　

　　這個例子將整型數組中各個單元的值加1。由于每次循環都將指針ptr加1，所以每次循環都能訪問數組的下一個單元。

　　再看例子：

　　例四：

　　1、chara[20];

　　2、int*ptr=a;

　　...
　　...

　　3、ptr+=5;

　　在這個例子中，ptr被加上了5，編譯器是這樣處理的：將指針ptr的值加上5乘sizeof(int)，在32位程序中就是加上了5乘4=20。由于地址的單位是字節，故現在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址來說，向高地址方向移動了20個字節。在這個例子中，沒加5前的ptr指向數組a的第0號單元開始的四個字節，加5后，ptr已經指向了數組a的合法范圍之外了。雖然這種情況在應用上會出問題，但在語法上卻是可以的。這也體現出了指針的靈活性。

　　如果上例中，ptr是被減去5，那么處理過程大同小異，只不過ptr的值是被減去5乘sizeof(int)，新的ptr指向的地址將比原來的ptr所指向的地址向低地址方向移動了20個字節。

　　總結一下，一個指針ptrold加上一個整數n后，結果是一個新的指針ptrnew，ptrnew的類型和ptrold的類型相同，ptrnew所指向的類型和ptrold所指向的類型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值增加了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個字節。就是說，ptrnew所指向的內存區將比ptrold所指向的內存區向高地址方向移動了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個字節。

　　一個指針ptrold減去一個整數n后，結果是一個新的指針ptrnew，ptrnew的類型和ptrold的類型相同，ptrnew所指向的類型和ptrold所指向的類型也相同。ptrnew的值將比ptrold的值減少了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個字節，就是說，ptrnew所指向的內存區將比ptrold所指向的內存區向低地址方向移動了n乘sizeof(ptrold所指向的類型)個字節。

　　運算符&和*

　　這里&是取地址運算符，*是...書上叫做"間接運算符"。

　　&a的運算結果是一個指針，指針的類型是a的類型加個*，指針所指向的類型是a的類型，指針所指向的地址嘛，那就是a的地址。

　　*p的運算結果就五花八門了。總之*p的結果是p所指向的東西，這個東西有這些特點：它的類型是p指向的類型，它所占用的地址是p所指向的地址。

　　例五：


inta=12;
intb;
int*p;
int**ptr;
p=&a;
//&a的結果是一個指針，類型是int*，指向的類型是int，指向的地址是a的地址。
*p=24;
//*p的結果，在這里它的類型是int，它所占用的地址是p所指向的地址，顯然，*p就是變量a。
ptr=&p;
//&p的結果是個指針，該指針的類型是p的類型加個*，在這里是int **。該指針所指向的類型是p的類型，這里是int*。該指針所指向的地址就是指針p自己的地址。
*ptr=&b;
//*ptr是個指針，&b的結果也是個指針，且這兩個指針的類型和所指向的類型是一樣的，所以用&b來給*ptr賦值就是毫無問題的了。
**ptr=34;
//*ptr的結果是ptr所指向的東西，在這里是一個指針，對這個指針再做一次*運算，結果就是一個int類型的變量。　

　　指針表達式

　　一個表達式的最后結果如果是一個指針，那么這個表達式就叫指針表式。

　　下面是一些指針表達式的例子：

　　例六：


inta,b;
intarray[10];
int*pa;
pa=&a;//&a是一個指針表達式。
int**ptr=&pa;//&pa也是一個指針表達式。
*ptr=&b;//*ptr和&b都是指針表達式。
pa=array;
pa++;//這也是指針表達式。　

　　例七：


char*arr[20];
char**parr=arr;//如果把arr看作指針的話，arr也是指針表達式
char*str;
str=*parr;//*parr是指針表達式
str=*(parr+1);//*(parr+1)是指針表達式
str=*(parr+2);//*(parr+2)是指針表達式　

　　由于指針表達式的結果是一個指針，所以指針表達式也具有指針所具有的四個要素：指針的類型，指針所指向的類型，指針指向的內存區，指針自身占據的內存。

　　好了，當一個指針表達式的結果指針已經明確地具有了指針自身占據的內存的話，這個指針表達式就是一個左值，否則就不是一個左值。

　　在例七中，&a不是一個左值，因為它還沒有占據明確的內存。*ptr是一個左值，因為*ptr這個指針已經占據了內存，其實*ptr就是指針pa，既然pa已經在內存中有了自己的位置，那么*ptr當然也有了自己的位置。

　　數組和指針的關系

　　如果對聲明數組的語句不太明白的話，請參閱我前段時間貼出的文章<<如何理解c和c++的復雜類型聲明>>。

　　數組的數組名其實可以看作一個指針。看下例：

　　例八：


intarray[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
...
...
value=array[0];//也可寫成：value=*array;
value=array[3];//也可寫成：value=*(array+3);
value=array[4];//也可寫成：value=*(array+4);　

　　上例中，一般而言數組名array代表數組本身，類型是int[10]，但如果把array看做指針的話，它指向數組的第0個單元，類型是int*，所指向的類型是數組單元的類型即int。因此*array等于0就一點也不奇怪了。同理，array+3是一個指向數組第3個單元的指針，所以*(array+3)等于3。其它依此類推。

　　例九：


char*str[3]={
　"Hello,thisisasample!",
　"Hi,goodmorning.",
　"Helloworld"
};
chars[80]；
strcpy(s,str[0]);//也可寫成strcpy(s,*str);
strcpy(s,str[1]);//也可寫成strcpy(s,*(str+1));
strcpy(s,str[2]);//也可寫成strcpy(s,*(str+2));　

　　上例中，str是一個三單元的數組，該數組的每個單元都是一個指針，這些指針各指向一個字符串。把指針數組名str當作一個指針的話，它指向數組的第0號單元，它的類型是char**，它指向的類型是char*。
*str也是一個指針，它的類型是char*，它所指向的類型是char，它指向的地址是字符串"Hello,thisisasample!"的第一個字符的地址，即'H'的地址。 str+1也是一個指針，它指向數組的第1號單元，它的類型是char**，它指向的類型是char*。

　　*(str+1)也是一個指針，它的類型是char*，它所指向的類型是char，它指向 "Hi,goodmorning."的第一個字符'H'，等等。

　　下面總結一下數組的數組名的問題。聲明了一個數組TYPEarray[n]，則數組名稱array就有了兩重含義：第一，它代表整個數組，它的類型是TYPE[n]；第二 ，它是一個指針，該指針的類型是TYPE*，該指針指向的類型是TYPE，也就是數組單元的類型，該指針指向的內存區就是數組第0號單元，該指針自己占有單獨的內存區，注意它和數組第0號單元占據的內存區是不同的。該指針的值是不能修改的，即類似array++的表達式是錯誤的。

　　在不同的表達式中數組名array可以扮演不同的角色。

　　在表達式sizeof(array)中，數組名array代表數組本身，故這時sizeof函數測出的是整個數組的大小。
在表達式*array中，array扮演的是指針，因此這個表達式的結果就是數組第0號單元的值。sizeof(*array)測出的是數組單元的大小。

　　表達式array+n（其中n=0，1，2，....。）中，array扮演的是指針，故array+n的結果是一個指針，它的類型是TYPE*，它指向的類型是TYPE，它指向數組第n號單元。故sizeof(array+n)測出的是指針類型的大小。