C语言学习——彻底搞懂C指针
一、指针是什么
这是一个生活中的例子：比如说你要我借给你一本书，我到了你宿舍，但是你人不在宿舍，于是我把书放在你的 2 层 3 号的书架上，并写了一张纸条放在你的桌上。纸条上写着：你要的书在第 2 层 3 号的书架上。当你回来时，看到这张纸条，你就知道了我借与你的书放在哪了。你想想看，这张纸条的作用，纸条本身不是书，它上面也没有放着书。那么你又如何知道书的位置呢？因为纸条上写着书的位置嘛！其实这张纸条就是一个指针了。它上面的内容不是书本身，而是
书的地址，你通过纸条这个指针找到了我借给你的这本书。
那么我们 C/C++中的指针又是什么呢？请继续跟我来吧，下面看一条声明一个指向整型变量的指针的语句：
int *pi;pi 是一个指针，其实，它也只不过是一个变量而已，如下图。
（说明：这里我假设了指针只占 2 个字节宽度，实际上在 32 位系统中，指针的宽度是 4 个字节宽的，即 32 位。）
由图中可以看出，我们使用“int *pi”声明指针变量 —— 其实是在内存的某处声明一个一定宽度的内存空间，并把它命名为 pi。能在图中看出pi 与前面的 i、 a 变量有什么本质区别吗？没有！ pi 也只不过是一个变量而已。那么它又为什么会被称为“指针”？关键是我们要让这个变量所存储的内容是什么。现在我要让 pi 成为具有真正“指针”意义的变量。请接着看下面语句
pi = &i;&i 是什么意思呢？这是返回 i 变量的地址编号！整句的意思就是把 i 地址的编号赋值给 pi，也就是在 pi 里面写上 i 的地址编号。结果如下图所示：
执行完 pi=&i 后，在图示中的内存中， pi 的值是 6。这个 6 就是i 变量的地址编号，这样 pi 就指向了变量 i 了。pi 与那张纸条有什么区别？ pi 就是那张纸条！上面写着 i 的地址，而 i 就是那个本书。现在看懂了吗？因此，我们就把 pi 称为指针。所以要记住，指针变量所存的内容就是内存的地址编号！好了，现在我们就可以通过这个指针 pi 来访问到 i 这个变量了，看下面语句：
printf("%d", *pi);那么*pi 什么意思呢？你只要这样读它： pi 的内容所指的地址的内容，就是 pi 这张“纸条” 上所写的位置上的那本 “书”—— i 。你看， Pi 的内容是 6，也就是说 pi 指向内存编号为 6 的地址。 *pi嘛，就是它所指地址的内容，即地址编号 6 上的内容了，当然就是 30 这个“值”了。所以这条语句会在屏幕上显示 30。也就是说printf("%d", *pi)等价于printf("%d", i) ，请结合上图好好体会！到此为止，你掌握了类似&i、 *pi 写法的含义和相关操作吗？总的一句话，我们的纸条就是我们的指针，同样我们的 pi 也就是我们的纸条！剩下的就是我们如何应用这张纸条了。这有一个程序：
char a,*pa;
a = 10;
pa = &a;
*pa = 20;
printf("%d", a); 能看出输出的结果是什么吗？答案是输出20，好了，就说到这了。
二、函数参数的传递
我们都知道： C 语言中函数参数的传递有： 值传递、地址传递、引用传递
这三种形式，接下来就有三道题目，来试试吧。
1. 函数参数传递方式一：值传递
程序代码如下：
void Exchg1(int x, int y)
{
int tmp;
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
printf("x = %d, y = %d\n", x, y);
}
main()
{
int a = 4,b = 6;
Exchg1(a, b);
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
return(0);
} 输出的结果为：
x = ____, y=____.
a = ____, b=____. 问下划线的部分应是什么？
输出结果是：
x = 6, y = 4.
a = 4, b = 6. 为什么不是 a = 6,b = 4 呢？ 做这道题需要理解值传递的形式，让我们一起看一下调用 Exch1 函数的代码：
main()
{
int a = 4,b = 6;
Exchg1(a, b) /* 这里调用了 Exchg1 函数 */
printf("a = %d, b = %d.\n", a, b);
} Exchg1(a, b)时所完成的操作代码如下所示。
int x = a; /* ← */
int y = b; /* ← 注意这里，头两行是调用函数时的隐含操作 */
int tmp;
tmp = x;
x = y;
y = tmp; 请注意在调用执行 Exchg1 函数的操作中人为地加上了头两句：
int x = a;
int y = b;
这是调用函数时的两个隐含动作。它确实存在，现在只不过把它显式地写了出来而已。问题一下就清晰起来啦。 （看到这里，现在你认为函数里面交换操作的是 a、 b 变量或者只是 x、 y 变量呢？）
原来 ，其实函数在调用时是隐含地把实参 a、 b 的值分别赋值给了 x、 y，之后在你写的 Exchg1 函数体内再也没有对 a、 b 进行任何的操作了。交换的只是 x、 y 变量。并不是 a、 b。当然 a、 b 的值没有改变啦！函数只是把 a、 b 的值通过赋值传递给了 x、 y，函数里头操作的只是 x、 y 的值并不是 a、 b 的值。这就是所谓的参数的值传递了。
正是因为它隐含了那两个的赋值操作，才让我们产生了前述的迷惑（以为 a、 b 已经代替了 x、 y，对 x、 y 的操作就是对 a、 b 的操作了，这是一个错误的观点！）。
2. 函数参数传递方式二：地址传递
继续！地址传递的问题！
看第二题的代码：
void Exchg2(int *px, int *py)
{
int tmp = *px;
*px = *py;
*py = tmp;
printf("*px = %d, *py = %d.\n", *px, *py);
}
main()
{
int a = 4;
int b = 6;
Exchg2(&a, &b);
printf("a = %d, b = %d.\n”, a, b);
return(0);
} 问输出的结果为多少？
*px=____, *py=____.
a=____, b=____.
最终程序的输出结果为
*px = 6, *py = 4.
a = 6, b = 4. 看函数的接口部分： Exchg2(int *px, int *py)，请注意：参数 px、py 都是指针。
再看调用处： Exchg2(&a, &b);
它将 a 的地址（&a）代入到 px， b 的地址（&b）代入到 py。同上面的值传递一样，函数调用时作了两个隐含的操作：将&a， &b 的值赋值给了 px、 py。
px = &a;
py = &b;
我们发现，其实它与值传递并没有什么不同，只不过这里是将 a、 b的地址值传递给了 px、 py，而不是传递的 a、 b 的内容，而整个 Exchg2 函数调用是如下执行的：
px = &a; /* ← */
py = &b; /* ← 请注意这两行，它是调用 Exchg2 的隐含动作。 */
int tmp = *px;
*px = *py;
*py = tmp;
printf("*px =%d, *py = %d.\n", *px, *py); 这样，有了头两行的隐含赋值操作。 我们现在已经可以看出，指针 px、 py
的值已经分别是 a、 b 变量的地址值了。接下来，对*px、 *py 的操作当然也就是对 a、 b 变量本身的操作了。所以函数里头的交换就是对 a、 b 值的交换了，这就是所谓的地址传递（传递 a、 b 的地址给了 px、 py） 。
3. 函数参数传递方式三：引用传递
问题3的代码如下：
void Exchg3(int &x, int &y) /* 注意定义处的形式参数的格式与
值传递不同 */
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
printf("x = %d, y = %d.\n", x, y);
}
main()
{
int a = 4;
int b = 6;
Exchg3(a, b); /*注意：这里调用方式与值传递一样*/
printf("a = %d, b = %d.\n”, a, b);
} 最后输出结果为：
x = 6, y = 4.
a = 6, b = 4. /*这个输出结果与值传递不同。 */ 与值传递相比，代码格式上只有一处是不同的，即在定义处：
Exchg3(int &x, int &y)
但是我们发现 a 与 b 的值发生了对调。这说明了 Exchg3(a, b)里头修改的是 a、 b 变量，而不只是修改 x、 y 了。
我们先看 Exchg3 函数的定义处 Exchg3(int &x, int &y)。参数 x、y 是 int 的变量，调用时我们可以像值传递（如： Exchg1(a, b); ）一样调用函数（如： Exchg3(a, b);）。但是 x、 y 前都有一个取地址符号“&”。有了这个，调用 Exchg3 时函数会将 a、 b 分别代替了 x、 y 了，我们称： x、 y分别引用了 a、 b 变量。 这样函数里头操作的其实就是实参 a、 b 本身了，也就是说函数里是可以直接修改到 a、 b 的值了。
三、总结
最后对值传递与引用传递作一个比较：
1）在函数定义格式上有不同：
值传递在定义处是： Exchg1(int x, int y);
引用传递在这义处是： Exchg3(int &x, int &y);
2）调用时有相同的格式：
值传递： Exchg1(a, b);
引用传递： Exchg3(a, b);
3）功能上是不同的：
值传递的函数里操作的不是 a、 b 变量本身，只是将 a、 b 值赋给了 x、 y。
函数里操作的只是 x、 y 变量而不是 a、 b，显示 a、 b 的值不会被 Exchg1 函数所修改。
引用传递 Exchg3(a, b)函数里是用 a、 b 分别代替了 x、 y。函数里操作
的就是 a、 b 变量的本身，因此 a、 b 的值可在函数里被修改的。