C语言中的指针是怎么一回事？

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前言

通过指针，可以简化一些 C 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。
所以，想要成为一名优秀的 C 程序员，学习指针是很有必要的。

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一、指针是什么？

指针是一个变量，它存储的是一个内存地址。
该内存地址指向另一个变量的位置，使得程序能够访问和操作该变量的值。

每一个变量都有一个内存地址，内存地址都可用 & 运算符取到内存地址。

指针的声明使用 * 符号

// p 是一个指针变量，它存储了一个地址
// *p 是指针 p 所指向的地址上存储的值
int *p;
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这个声明语句中，变量 p 是一个整数类型的指针。可以使用 & 符号获取一个变量的地址。

int n = 10;
int *p = &n;
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这个语句中，&n 获取了变量 n 的地址，并将该地址赋给指针 p 。通过指针 p，可以访问和修改变量 n 的值。

*p = 20;
printf("%d", n); // 输出20
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*这个语句中，p 表示指针 p 所指向的内存地址中存储的值。将 *p 赋值为 20 后，变量 n 的值也被修改为 20。

二、如何使用指针？

定义一个指针变量；
把变量地址赋值给指针；
访问指针变量中可用地址的值。
这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。

1.指针的算术运算

• 指针的每一次递增，会指向下一个元素的存储单元。
• 指针的每一次递减，会指向前一个元素的存储单元。
• 指针在递增和递减时跳跃的字节数取决于指针变量数据类型长度，比如 int 就是 4 个字节。

递增一个指针

#include <stdio.h>

const int MAX = 3;

int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;
   /* 指针中的数组地址 */
   ptr = var;
   for ( i = 0; i < MAX; i++)
   {
      printf("存储地址：var[%d] = %p\n", i, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );
      /* 指向下一个位置 */
      ptr++;
   }
   return 0;
}
// 存储地址：var[0] = e4a298cc
// 存储值：var[0] = 10
// 存储地址：var[1] = e4a298d0
// 存储值：var[1] = 100
// 存储地址：var[2] = e4a298d4
// 存储值：var[2] = 200
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指针的比较
只要变量指针所指向的地址小于等于数组的最后一个元素的地址 &var[MAX - 1]，则把变量指针进行递增。

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 3;
 
int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int  i, *ptr;
 
   /* 指针中第一个元素的地址*/
   ptr = &var;
   i = 0;
   while ( ptr <= &var[MAX - 1] )
   {
      printf("存储地址：var[%d] = %p\n", i, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );
 
      /* 指向下一个位置 */
      ptr++;
      i++;
   }
   return 0;
}
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2.指针数组

ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整数指针组成。
因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。

int *ptr[MAX];
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下面的实例用到了三个整数，它们将存储在一个指针数组中，如下所示：

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 3;
 
int main ()
{
   int  var[] = {10, 100, 200};
   int i, *ptr[MAX];
 
   for ( i = 0; i < MAX; i++)
   {
      ptr[i] = &var[i]; /* 赋值为整数的地址 */
   }
   return 0;
}
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3.指向指针的指针

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。
指向 int 类型指针的指针：

int a = 100;
int *p1 = &a;
int **p2 = &p1;
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C语言不限制指针的级数，每增加一级指针，在定义指针变量时就得增加一个星号*。
p1 是一级指针，指向普通类型的数据，定义时有一个*；
p2 是二级指针，指向一级指针 p1，定义时有两个*。

4.传递指针给函数

#include <stdio.h>

void increment(int *ptr) {
    (*ptr)++;
}

int main() {
    int num = 5;
    printf("Before increment: %d\n", num);
    increment(&num);
    printf("After increment: %d\n", num);
    return 0;
}

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5.从函数返回指针

// todo
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