12.C 语言指针详解：概念、原理、运算与实例

C 语言指针详解：概念、原理、运算与实例

1. 指针的特点

指针的优势：

1. 高效访问内存数据（间接访问）
2. 提供另一种访问变量的方式（通过地址访问）
3. 可以直接操作底层硬件（操作寄存器）
4. 实现复杂数据结构必备（链表、树、图等）
5. 函数参数传递高效（传地址而不是大块数据）

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2. 指针与内存地址的概念

内存地址

• 计算机给内存的每个字节都编号，如：

  0x0000000012345678
  

• 本质上是一个 整数

指针变量

用来存储内存地址的变量，就是指针变量。

例如：

int a = 100;
printf("%p\n", &a);  // 打印 a 的地址

64 位系统下：

所有指针大小都是：

8 字节（64 bit）

无论它指向 int、char 还是 double。

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3. 指针的两个关键运算符：& 和 *

& 取地址运算符

作用：获得变量的内存首地址

int a = 100;
int* p = &a;

注意：

❌ 不能对表达式取地址
❌ 不能对常量取地址

&(a+1)   // 错误
&10      // 错误

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* 解引用运算符

作用：

1. 找到指针存储的地址
2. 根据指针的类型读取对应大小的内存数据
3. 使用该数据（读或写）

int a = 100;
int* p = &a;

printf("%d\n", *p);  // 100

*p = 200;            // 修改 a 的值

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* 和 & 是互逆的

*p == a
&(*p) == p
*(&a) == a

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4. 指针的定义与初始化

基本格式：

基类型 *指针名;

例如：

int* p;
char* cp;
double* dp;

❗ 未初始化的指针 = 野指针（危险）

int *p;   // p 内部是垃圾地址
printf("%d\n", *p); // 未定义行为，可能崩溃

正确写法：

int *p = NULL;

int a = 10;
p = &a;   // 赋予有效地址后才能解引用

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5. 示例：指针基础操作

int a = 100;
printf("&a address %p\n", &a);
printf("sizeof(&a) = %lu\n", sizeof(&a));  // 指针大小=8字节

int* p = &a;
printf("*p = %d\n", *p);

*p = 200;   // 修改 a 的值

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6. 指针与数组

数组名可以看作数组首地址：

int b[5] = {1,2,3,4,5};
int* p = b;     // 等价于 p = &b[0]

指针访问数组元素：

*(p+0) == b[0]
*(p+1) == b[1]
*(p+2) == b[2]

这是因为：

p + 1 = p 的地址 + sizeof(int)

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7. 指针算术运算

指针 + 1

不是加 1
是加 一个基类型大小：

如 int = 4 字节：

p + 1 = p 地址 + 4

示例：

int a = 100;
int *p = &a;

printf("%p\n", p);
printf("%p\n", p + 1);

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8. 指针遍历数组

方法 1：不改变指针本身

for(int i=0;i<5;i++)
{
    printf("%d\n", *(p+i));
}

方法 2：使用 p++（会改变 p 的位置）

for(int i=0;i<5;i++)
{
    printf("%d\n", *(p++));
}

循环后 p 指向：

b[5]（越界位置）

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9. 指针相减

两个指针相减，得到的是：

两个指针之间相差的“元素个数”

示例：

int b[5]={1,2,3,4,5};
int* p = b;
int* q = &b[2];

printf("q - p = %ld\n", q - p);   // 2

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10. 今日代码总结

打印地址并解引用

int a = 100;
int* p = &a;
printf("%p %d\n", p, *p);

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野指针示例（错误用法）

int *p;
printf("%d\n", *p); // 未定义行为

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指针访问数组

int b[5] = {1,2,3,4,5};
int *p = b;

for(i=0;i<5;i++)
    printf("%d %d\n", i, *(p+i));

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指针自增

for(i=0;i<5;i++)
    printf("%d %d\n",i,*(p++));