C语言中的指针：掌握内存的钥匙

引言

       C语言是一种结构化编程语言，它提供了对硬件底层的直接访问，其中最强大的特性之一就是指针。指针允许程序员直接操作内存地址，这对于理解程序的内部工作原理以及优化代码性能至关重要。本文将深入探讨C语言中指针的概念、使用方法以及一些高级技巧。

什么是指针

       指针就是内存地址，指针变量是用来存放内存地址的变量。就像其他变量或常量一样，必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其声明。

声明形式：

type *pointName;

其中type是指针的基类型，它必须是一个有效的C数据类型，pointName是指针变量的名称。用来声明指针的星号*与乘法中使用的星号是相同的，但是在c语句中，星号是用来指定一个变量是指针。

例如：指针简单使用

输出结果

指针与变量

内存区的每一个字节都有一个编号，这就是"地址"，如果在程序中定义了一个变量，在对程序进行编译运行时，系统就会给这个变量分配一个内存单元，并确定它的内存地址也就是一串这个地址独有的编号，指针是内存单元的编号，指针变量是存放地址的变量，通常我们会把指针变量称为指针，其实指针与指针变量含义式不一样的。

指针变量赋值

指针变量在使用之前， 一定要先赋值，也就是让指针变量指向一个地址。注意，给指针变量赋值只能式地址，通过"&"符号来获取普通变量的地址。“&” - 取地址运算符，“*” - 指针运算符，或称为间接访问运算符，取地址的值。
例子：

输出结果：上面代码演示了如何在C语言中使用指针，第一步定义一个整型变量i和一个指向整型变量的指针p。然后将i的值初始化为10，并将p指向i的地址，然后打印出i,和p的内存地址以及i的值和通过指针p访问到的值。

i = 0x7ffd55fc953c 变量i的存储地址， p = 0x7ffd55fc953c是指针变量p指向的地址，以为代码中把i的地址赋给了p,所以p指向i的存储地址。i=10 给i赋值10，*p = 10 指针变量p指向地址里的值，p指向的是地址0x7ffd55fc953c，而这个地址里存储的值为10，所以*p=10。

通过地址取值：*((unsigned char *)p))

输出结果:((unsigned char *)7c3d726c))代表把 0x7c3d726c 这个值，强制转换成一个无符号字符类型指针，相当于告诉编译器，这是一个地址,强制转换的类型和变量a的数据类型保持一致，因为要通过地址，把变量i的值读出来，最后通过*把这个地址的数据读出来，结果7c3d726c = 10

通过指针改变某个内存地址里的值

上面说了如何获取内存地址的值，那也可以通过指针改变某个内存地址里面的值。格式： *指针变量 = 数值; 【*p = 20】

输出结果：

案例2：输入a和b两个整数，然后按先大后小顺序输出a和b。不交换整型变量的值，而是交换两个指针变量的值。

分析：输入a=5,b=6，由于a<b，将p1和p2交换，注意的是，a和b的值并未交换，他们仍然保持原值，但是p1和p2的值改变了，p1的值原来为&a，后来变成了&b, p2的值原来为&b后来变成了&a，这样在输出p1和p2的时候，实际上是输出了变量b和a的值，所以先输出6后输出5。

指针变量作为函数参数

函数的参数不仅可以是整型，浮点型，字符型，还可以是指针类型，它的作用将一个变量的地址传送到另一个函数中。

案例：通过指针类型的数据作为函数的参数，对输入的两个整数按大小顺序输出。【通过指针实现交换两个变量的值】

案例：输入三个整数a,b,c,要求按由大到小的顺序输出。

指针与一维数组

一个变量有地址，一个数组包含若干个元素，每个数组元素都在内存中占有存储单元，它们都有相应的地址，指针变量既然可以指向变量，当然也可以指向数组元素，把某一元素的地址放到一个指针变量中，所谓的数组元素的指针就是数组元素的地址。c语言定义数组时，编译器会分配连续地址的内存，来存储数组里的元素，实际上数组本质上也是指针。

分别打印了arr 和 &arr[0]的地址，发现地址是一样的，既然是个地址，那就可以使用指针的形式，去访问地址里存储的值，然后打印*arr的值，得到的结果为1，正好和arr[0]的值对应，最后得出数组也可以使用指针的形式去使用。

数组元素的引用

        引用数组元素可以使用下标法，也可以使用指针法，即通过指向数组元素的指针找到所需的元素。使用指针法能使程序质量高，占用内存少，运行速度快。

	p = &a; // p的值是a[0]的地址p = a; // p的值是数组a首元素即a[0]的地址

注意：程序中的数组名不代表整个数组，只代表数组首元素的地址。上面的p = a的作用是把a数组首元素的地址赋给指针变量p,而不是把数组a各元素的值赋给p,可以简写为 int *p = &a[0];也可以写成int *p = a; 也可以写成两行的形式int *p; p = &a[0];他们都有一个作用：将a数组首元素即a[0]的地址赋给指针变量p（而不是*p）。

• 下标法 a[i]的形式
• 指针法如*(a+i)或*(p+i)。其中a是数组名，p是指向数组元素的指针变量。
  
  或者用指针变量指向数组元素
  
  注意：在使用指针变量指向数组元素的时候，可以通过改变指针变量的值指向不同的元素，例如上面代码中的方法是使用指针变量p来指向元素，用p++使p的值不断改变宠儿指向不同的元素。
  换一种想法，如果不用p变化的方法而用数组名a变化的方法如a++行不行呢。for(p=a;a<(p+10);a++) printf("%d",*a);答案是不行的，因为数组名a代表数组首个元素的地址，他是一个指针型常量，它的值在程序运行期间是固定不变的，既然a是常量，所以a++是无法实现的。
  例：通过指针变量输出整型数组a的10个元素。
  
  很明显，输出的数值并不是a数组中各个元素的值，因为在执行第二个for循环读入数据后，p已指向a数组的末尾，因此在执行第二个for循环时候，p的起始值不是&a[0]了，而是a+10。
  
  解决上面问题只要在第二个for循环之前加一个赋值语句即可
  

常用指针引用数组元素的情况

• (1) p++; p; p++使p指向下一个元素a[i]，然后再执行p，则得到下一个元素a[i]的值。
• (2) p++; 由于++和同优先级，结合方向为自右而左，因此它等价于*(p++)。先引用p的值，实现*p的运算，然后再使p自增1。
• (3) (p++)与(++p)作用，前者先取p值，然后使p加1。后者是先使p加1，再取p。若初始值为a即&a[0]，若输出*(p++)得到a[0]的值，而输出*(++p)得到a[1]的值。
• (4) ++(*p) 表示p所指向的元素值加1，如果p = a，则++(*p)相当于++a[0]，若a[0]的值为3，则在执行++(*p)即++a[0]后的值为4。
• (5) 如果p当前指向a数组中第i个元素a[i]，则：
          *(p--) 相当于a[i--]，先对p进行运算(求p所指向的元素的值)，再使p自减。
          *(++p) 相当于a[++i]，先使p自加，在进行运算。
          *(--p) 相当于a[–i]，先使p自减，再进行*运算。
  将++和–运算符用于指针变量十分有效，可以使指针变量自动向前或向后移动，指向下一个或上一个数组元素。

持续更新中。。。