C语言指针：从入门到精通

指针的基本概念

指针是C语言中一种特殊的变量，用于存储内存地址。通过指针可以直接访问或操作内存中的数据，提高程序的灵活性和效率。

声明指针
指针的声明需要指定所指向变量的数据类型，语法如下：

int *ptr;    // 指向整型变量的指针  
char *c_ptr; // 指向字符型变量的指针  

指针的初始化与赋值
指针必须指向有效的内存地址后才能使用，否则会导致未定义行为。

int num = 10;  
int *ptr = # // ptr指向num的地址  

指针的操作

取地址与解引用

• & 运算符用于获取变量的地址。
• * 运算符用于访问指针所指向的值。

int a = 5;  
int *p = &a;  
printf("%d", *p); // 输出5（解引用）  

指针的算术运算
指针支持加减运算，移动的单位与其指向的数据类型大小相关。

int arr[3] = {1, 2, 3};  
int *p = arr;  
p++; // 指向arr[1]  

指针与数组

数组名本质上是首元素的地址，指针可以用于遍历数组。

int arr[3] = {10, 20, 30};  
int *p = arr;  
for (int i = 0; i < 3; i++) {  
    printf("%d ", *(p + i)); // 输出10 20 30  
}  

指针与函数

指针作为函数参数
通过指针可以实现函数内修改外部变量的值（按引用传递）。

void swap(int *a, int *b) {  
    int temp = *a;  
    *a = *b;  
    *b = temp;  
}  

函数返回指针
函数可以返回指针，但需确保指向的内存未被释放。

int* getPointer(int *x) {  
    return x;  
}  

动态内存分配

使用 malloc、calloc、realloc 和 free 动态管理内存。

int *ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配5个整型空间  
if (ptr != NULL) {  
    free(ptr); // 释放内存  
}  

指针的高级用法

指针数组与数组指针

• 指针数组：存储指针的数组。
• 数组指针：指向数组的指针。

int *ptr_arr[3]; // 指针数组  
int (*arr_ptr)[3]; // 数组指针  

多级指针
指向指针的指针，用于处理多层间接访问。

int a = 10;  
int *p = &a;  
int **pp = &p; // 二级指针  

注意事项

• 避免野指针（未初始化的指针）。
• 防止内存泄漏（动态分配后未释放）。
• 确保指针类型匹配，避免类型不兼容的错误。