本文中,我对指针总结的维度,用四个字来概括,就是:"两己三他"!是不是读起来一点都不顺口,一点都不押韵啊,什么个玩意儿。这"两己三他",展开来说,就是:己址、己值、他值、他址、他型。

我觉得可以从这5个维度再来聊聊指针。不过在聊之前,我写了个程序,把指针的"两己三他"维度都包含进来,然后再来一个一个解释每个维度的意思,你看看是不是这回事儿。

在大部分的使用指针的场景下,这5个维度应该足够帮你去理解了。不过在一些使用指针特殊的场景下,可能5维度法帮助不了你。

前方长文预警,若看的不耐烦了,可以收藏本文,有时间了接着看。

一、程序代码

1.1. 代码

实例

#include <stdio.h> int main(void) { int *pInt = NULL; printf("指针变量pInt自己的地址是: 0X%x\n", &pInt); //printf("指针变量pInt自己的值是: 0X%x\n", pInt); int para = 1; printf("变量para自己的地址是: 0X%x\n", &para); printf("变量para自己的值是: 0X%x\n", para); pInt = &para; printf("指针变量pInt自己的值是: 0X%x\n", pInt); printf("指针变量pInt的他值是: 0X%x\n", *pInt); int arr_int[2] = {1, 2}; pInt = arr_int; printf("arr_int第一个元素arr_int[0]的地址是: 0X%x\n", pInt); printf("arr_int第二个元素arr_int[1]的地址是: 0X%x\n", pInt + 1); double *pDouble = NULL; double arr_double[2] = {1.1, 2.2}; pDouble = arr_double; printf("arr_double第一个元素arr_double[0]的地址是: 0X%x\n", pDouble); printf("arr_double第二个元素arr_double[1]的地址是: 0X%x\n", pDouble + 1); return 0; }

运行的结果如下:

我在自己的文章里讲我自己理解的一些东西时,我很喜欢用非常简单的程序来阐明。所以那些认为要用天书般的程序来阐明观点的,或者鄙视低水平程序的大牛们,请忽略我^_^。

2.2. int型变量para

程序中:

int para = 1;
printf("变量para自己的地址是:  0X%x\n", &para);
printf("变量para自己的值是:  0X%x\n", para);

定义了变量para,它有自己的数据值,也有自己的存储地址,这些个都很好理解。从运行结果来看,变量para自己的数据值是16进制的"0X1",地址是16进制的"0X22feb4"。换句话说,在内存中,地址为"0X22feb4"开始的存储空间,有4个字节存储了一个数据值"0X1"。在我的机器上,一个int型变量占用4个字节,在你的机器上可能与我不一样。

关于int型变量para大家都好理解。下面,我来画一个示意图,来指明变量para在内存中存储的情况,如下:

下面开始说说"两己三他"的概念。

二、两己三他

"两己三他",展开来说,就是:己址、己值、他值、他址、他型。

2.1. 己址

2.1.1 "己址"的概念

"己址",就是"自己的地址"的简称。指针pInt作为一个变量,与int变量para一样,也需要存储在内存中的一段存储空间,这段存储空间也会有一个开始地址,也就是说,指针变量pInt也会有自己的地址。上面说了,变量para的地址是 " 0X22feb4",那么,指针变量pInt的地址是啥呢?

2.1.2 "己址"的获取

我们都学过,"&"是一个取地址的运算符,在程序中:

printf("指针变量pInt自己的地址是:  0X%x\n", &pInt);

就是通过"&"来获取指针变量pInt的地址。从运行结果来看,指针变量pInt的地址是"0X22feb8"。在我的机器上,指针变量pInt也是占用4个字节,因此,指针变量pInt存储在开始地址是"0X22feb8"开始的4个字节空间。

2.1.3 "己址"的代码写法

在代码中,表示指针变量pInt的"己址"的代码写法,常见的是:

&pInt;

现在,我们来完善那个示意图,图中加入指针变量pInt的"己址",指出指针变量pInt在内存中是怎么个存储形式。

"己址",就是这个意思。你看,没什么特别难的吧!

2.2 己值

2.2.1 "己值"的概念

"己值",就是"自己的数据值"的简称。指针pInt作为一个变量,跟变量para一样,也有着自己的数据值。

2.2.2 "己值"的获取

上面提到,变量para自己的数据值是"1",那么指针变量pInt自己的数据值是多少。在程序中:

pInt = &para;
printf("指针变量pInt自己的值是:  0X%x\n", pInt);

我通过"&"运算符,将变量para的地址值赋给了指针变量pInt,通过printf来输出指针变量pInt的数据值。从运行结果中来看,指针变量pInt自己的数据值是"0X22feb4"。我们再看,变量para的地址也是"0X22feb4",所以,

pInt = &para;

这个语句的本质,就是将变量para的地址,给了指针变量pInt的己值,这样就将指针变量pInt与变量para绑定在一起了。

在"己址"中提到了,指针pInt的数据值存储在地址为"0X22feb8"开始的4个字节的内存上,那么也就是说,地址为"0X22feb8"开始的内存,后面的4个字节都用来存储着一个数据值"0X22feb4"。

2.2.3 "己值"的代码写法

在代码中,表示指针变量pInt的"己值"的代码写法,常见的有

pInt;

也有的代码写法是:

pInt + N;
pInt - N;

这种写法的意思是用pInt的"己值"加上一个数字N或者减去一个数字N,这个等讲到"他型"这个属性时会提到。也有的写法是:

pIntA - pIntB;

这种写法表示的是两个指针变量用"己值"做减法。

2.2.4 示意图

现在,继续来完善上面的示意图,加入指针变量pInt的己值。

所以,一般而言,"己值"对于指针变量pInt来讲,是自己的数据值;对其它的int类型的变量来讲,就是它们的地址。

2.3 他址

2.3.1 "他址"的概念

"他址"的概念就是"他人的地址"的意思。其实在上面提到己值时,就已经不那么明显地提到了"他址"的概念。

2.3.2 "他址"的获取

整型变量para存储在内存地址为"0X22feb4"开始的4个字节。在程序中,我通过

pInt = &para;

将变量para的地址给了指针变量pInt,这样就将指针变量pInt与变量para绑定在一起了。更为本质的说,是把"他人的地址"赋值给了指针变量pInt的"己值",这里,"他人的地址"的"他",指的就是变量para,"他人地址的址"的"址",指的就是变量para的地址。注意,你看,"他址"和"己值"在数据值上是一样的,所以,你领悟出了什么东西来了没?

很多教材所谓的"指针是一个地址变量,存储的是其它变量的地址",说白了,就是在说"他址"这个维度的数据值等于"己值"这个维度的数据值,只是教材没说的那么明白。

2.3.3 示意图

再来完善那个示意图,这次加入"他址"的概念。

2.4 他值

2.4.1 "他值"的概念

"他值",就是"他人的数据值"的意思。

2.4.2 "他值"的获取

在程序中,我通过

pInt = &para;

将变量para的地址给了指针变量pInt的"己值",这样就将指针变量pInt与变量para绑定在一起了。这个时候,"他人的数据值"的"他",指的就是变量para,"他人的数据值"的"数据值",指的就是变量para的数据值"1"。在程序中,我通过

printf("指针变量pInt的他值是:  0X%x\n", *pInt);

也就是指针变量pInt前面加上" * ",来输出指针变量的"他值",从运行结果来看,是"0X1"。 注意,你看,指针变量pInt的"他值",与变量para的数据值是一样的,你又领悟到了什么?想不出来吗?继续看!

2.4.3 "他值"的代码写法

你经常在代码中看到的那些个代码写法,比如什么*pInt写法,是在表达什么意思啊,其实就是在计算指针变量pInt的"他值"啊!

这些个写法呢:*(pInt + 1)、*pInt + 1、pInt[1]?

*(pInt + 1):如果把pInt + 1 看成是另外一个指针,比如

int *pTemp = pInt + 1;

那么*(pInt + 1)计算的本质上就是指针变量pTemp的"他值";

*pInt + 1:这个就是用pInt的"他值"加1;

pInt[1]:这个呢?其实就是*(pInt + 1)。

2.4.4 示意图

继续完善上面的示意图,这次加入"他值"的概念:

2.5 他型

2.5.1 "他型"的概念

"他型",就是"他人的类型"的简称。在程序中,我们看到,声明指针变量pInt时这样写的:

int *pInt = NULL;

指针变量pInt前面的" int "并不是说指针变量pInt的"己值"是一个int类型的数据值;而是说,指针变量pInt的"他值"是一个" int "类型的数据值,此处指针变量pInt的"他值"是变量para的数据值"0X1",因此,指针变量pInt前面的"int"指的就是数据值"0X1"是一个"int"型。

总之一句话,声明指针时的类型是用来修饰"他值"的,而不是"己值"。

你再看,在声明变量para的时候:

int para = 1;

变量para前面的"int"就是指变量para的类型是一个整型,此时的"int"对para来说是一个"自型",也就是"自己的类型"的意思,只有指针在声明时的类型是"他型",是"他人的类型"。

既然"他型"是来修饰"他值",那么在声明指针时还要加上这个"他型"有什么意义呢?继续看!

在程序中,如下代码片段:

int arr_int[2] = {1, 2};    
pInt = arr_int;
printf("arr_int第一个元素arr_int[0]的地址是:  0X%x\n", pInt);
printf("arr_int第二个元素arr_int[1]的地址是:  0X%x\n", pInt + 1);

我把一个整型数组arr_int的地址赋给了指针变量pInt,那么pInt的"己址"没有变化,还是 0X22feb8,但是"己值"却变了。

刚才指针变量pInt的"己值"还是" 0X22feb4",也就是变量para的地址,现在变成了"0X22feac",这个可是数组arr_int第一个元素的地址。也就是说,指针变量pInt的"己址"不会改变,但是"己值"是可以被改变的。

现在我们来看看"pInt"与"pInt + 1"的区别,这是在用pInt的"己值"在做运算。从运行结果来看,pInt的"己值"此时是"0X22feac",而pInt + 1的"己值"是" 0X22feb0",你发现了吗,两者正好相差4个字节,而一个"int"类型的数据也正好占用了4个字节。

你可能会认为,既然pInt + 1是用"己值"加1,那么应该是"0X22feac + 1" = "0X22fead"才对啊,为什么不是这样呢?这就是指针变量pInt的"他型"搞的鬼。

"他型"的意思,用大白话来说,就是:"我说 pInt 大兄弟啊,你的他值是个int型的数据值,你今后要是用你的己值 +1,+2,或者 -1,-2,可千万别傻乎乎的就真的加1个字节,加2个字节, 或者就真的减1个字节、减2个字节。人家int类型占4个字节,你就得按照4个字节为一个单位,去加 1* 4个字节 、2 * 4个字节,或者减去1 * 4个字节、2 * 4个字节,知道不?哦,顺便说下,pInt + N的N,可以为正数也可以为负数"。

当然啦,如果你的机器上"int"型数据占8个字节,那么pInt + 1就是在"己值"上加8个字节,pInt + 2就是在"己值"上加 8 *2 = 16个字节,就这么个意思。

我在程序中又举了个例子来说明这个"他型"。程序如下:

double *pDouble = NULL;
double arr_double[2] = {1.1, 2.2};
pDouble = arr_double;
printf("arr_double第一个元素arr_double[0]的地址是:  0X%x\n", pDouble);
printf("arr_double第二个元素arr_double[1]的地址是:  0X%x\n", pDouble + 1);

这次声明一个指针变量pDouble,它的"他型"是个"double"型,它的"己值"是数组arr_double的地址,它的"他值"是数组arr_double[0]这个元素的数据值" 1.1 "。在我的机器上,一个double型占用8个字节,那么pDouble + 1就是用pDouble 的"己值"加 1 * 8个字节,pDouble + 2就是用pDouble 的"己值" 加 2 * 8= 16个字节,pDouble - 1就是pDouble 的"己值"减去 1 * 8个字节,pDouble - 2就是pDouble 的"己值"减去 2 * 8 = 16个字节,我滴个乖乖!朋友们可以对着运行结果自己计算对不对!

3. 总结

是时候来总结下了。

我声明一个指针变量:

type *pType = NULL;

pType有5个维度,分别是:

pType = (己址,己值,他址,他值,他型);

3.1 己址:即"自己的地址"

指针变量pType作为一个变量,也有自己的地址,常见的代码写法是"&pType "。

己址在一般的程序中不会被频繁地用到,如果要用的话,就涉及到"指针的指针",这又是另外一个话题了,本文不讨论;

3.2 己值:即"自己的数据值"

指针变量pType 作为一个变量,也有自己的数据值,代码的写法是"pType "。

也可以在己值上做加减法运算,常见的代码写法有"pType + N"、"pType - N"、"pType2 - pType1"等。

3.3 他址:即"他人的地址"

指针变量pType的己值,意义除了表示自己的数据值外,还表示了与pType绑定在一起的"type"类型的变量的地址。一般而言,指针变量pType的"己值"与"他址"在数据值上是一样的。

将一个type类型的变量与pType绑定在一起的常见方式是:pType = &变量;

3.4 他值:即"他人的数据值"

一旦type类型的变量与pType绑定在一起,指针变量pType可以通过一些代码写法,来获取type类型变量的值,也就是"他值"。常见的代码写法有:" *pType "、" pType-> "等。

而这些代码的写法:" *(pType + N) "、" *(pType - N) "、" pType[N]"也是获取的"他值",不过需要特别说明一下:

pType + N 你可以看成是:

type *pTemp = pType + N;

" *(pType + N) "其实计算的就是指针变量pTemp的"他值"。

" *(pType - N) " 你就好理解了吧;

" pType[N]"其实就是" *(pType + N) ",你就死记硬背吧。

3.5 他型:即"他人的类型"

声明指针变量pType时,前面的"type"不是用来修饰pType 的"己值"的,而是用来修饰"他值"的,也就是说,"type"不是说pType的"己值"是一个type类型的数据值,而是指pType 的"他值"是一个type类型的数据值。

"他型"在代码中的作用,主要是计算"pType + N"、"pType - N"时,pType要加上或者减去 ( N * sizeof(type) )个字节。

指针总是让人晕晕的,很可能就是让你晕在这5个维度里的一个或者几个上。把这5个维度好好理解透,指针啊,只是个纸老虎。

4. 习题讲解

讲完了5个维度,不来点上手习题怎么行。下面列举几个习题,都是跟指针有关的,都是让初学者晕的歇菜的。我用这5个维度来解读这些题,你看看是不是要轻松一点!

4.1 数组元素求和

4.1.1 程序

第一个例题是很常见的程序,就是求一个数组元素的和,程序如下:

实例

#include <stdio.h> int main(void) { int *pArr = NULL; int sum = 0; int arr[3]= {1, 2, 3}; pArr = arr; printf("数组元素是: "); for(int index = 0; index < 3; index++) { printf("%d ", pArr[index]); } printf("\n"); for(int index = 0; index < 3; index++) { sum = sum + *(pArr + index); } printf("数组元素和是: %d\n", sum); return 0; }

程序很简单,先是输出数组的所有元素,然后计算出数组所有元素的和。运行结果如下:

4.1.2 "两己三他"的解读

4.1.2.1 输出数组元素

在输出数组元素时,代码如下:

pArr = arr;
printf("%d ", pArr[index]);

这句代码等同于

pArr = arr;
printf("%d ", *( pArr + index));

这里面使用了"己值"、"他型"做了加法运算,使用了"他值"获取数组元素。

"己值":代码先是将数组名 arr的数据值赋值给了pArr的"己值"。而数组名arr的数据值是啥啊,是arr[0]元素的地址,对吧!那么pArr的己值,也是arr[0]的地址,对吧!这样一来,pArr就和arr[0]绑定起来了。

至于( pArr + index)的意思呢,你就看成有一个间接的、临时的指针变量pTemp:

int *pTemp = pArr + index;

也就是说,pArr + index其实也是一个指针pTemp,只不过这个pTemp的己值是pArr的己值加上 index * sizeof(int) 个字节数。

"他型":pArr的他型是"int"型,pArr + index,是在pArr己值的基础上,加多少个字节呢?pArr的他型是int型,那么pArr + index,是不是意味着pArr的己值加上 index * sizeof(int) 个字节啊!

pArr:可以写成pArr + 0,就是加上 0 * 4 = 0个字节,此时pTemp的己值是arr[0]的地址;

pArr + 1:就是加上1 * 4 = 4 个字节,此时pTemp的己值是arr[1]的地址;

pArr + 2:就是加上2 * 4 = 8 个字节,此时pTemp的己值是arr[2]的地址;

这样,pArr + index就遍历到了数组所有元素的地址了。

你会发现,pTemp的己值,一直在发生变化;pArr的己值和己址,一直未变。

"他值":既然pArr + index能够遍历到数组所有元素的地址,再使用 *(pArr + index) ,也就是*pTemp,是不是就能获取到pTemp的他值了,这样也就变量到数组所有元素的值了!

4.1.2.2 数组元素求和

求数组元素的和时,使用的代码如下:

sum = sum + *(pArr + index);

根据刚才我对输出数组元素的分析,这句代码中pArr是怎么玩的,大家也清楚了吧!

pArr + index依然是在用pArr的己值做加法运算,获取到一个临时指针pTemp的己值,这个pTemp的己值是每个数组元素的地址;

再用 *(pArr + inedx),也就是*pTemp, 获取临时指针pTemp的他值,也就是每个元素的值。

最后将pTemp的每一个他值,叠加起来,算出数组元素的和。

4.1.2.3 总结

大家试着用"两己三他"的维度去理解pArr、pArr + index、*(pArr + index)、pArr[index]、*pArr + index等常见的代码写法!

4.2 指针数组

指针数组是将指针与数组结合起来的东东,对于初学者朋友而言,会比较难理解。指针数组是一个比较大的话题,相关概念请参见一般的C语言教材,这里只是用"两己三他"的概念来解释程序中的指针部分概念。

4.2.1 程序

指针数组,我举了一个例子如下:

实例

#include <stdio.h> int main(void) { char *arr[3] = {"abc", "def", "ghi"}; char *pArr = arr[0]; printf("字符串数组arr的每个字符串元素是: "); for(int index = 0; index < 3; index++) { printf("%s ", arr[index]); } printf("\n"); printf("字符串数组arr第一个字符串的每个元素是: "); for(int index = 0; index < 3; index++) { printf("%c ", *(pArr + index) ); } printf("\n"); return 0; }

运行结果如下:

4.2.2 "两己三他"的解读

4.2.2.1 输出所有的字符串

先看指针数组的定义:

char *arr[3] = {"abc", "def", "ghi"};

你看到的这个数组的每个元素好像是一个字符串,其实本质上是这样的:

char *pChar1 = "abc", *pChar2 = "def", *pChar3 = "ghi";
char *arr[3] = {pChar1, pChar2, pChar3};

数组arr的每个元素其实是一个"他型"是"char"的指针。

arr[0]就是pChar1这个指针,那么pChar1的己值或者他址是啥,当然是字符串"abc"的字符'a'的地址,那么:

printf("%s ", arr[0]);

本质上是:

printf("%s ", pChar1);

使用pChar1的己值或者他址,从字符'a'的地址开始,一个一个地输出后面的'b'和'c'。

对于pChar2和pChar3也是一样地理解。

4.2.2.2 输出第一个字符串"abc"的每个字符

代码如下:

char *pArr = arr[0];
printf("%c ", *(pArr + index) );

将arr[0],也就是pChar1的己值给了pArr的己值,那么pArr的己值和他址都是字符'a'的地址。

pArr + index 是在pArr的己值上,加上 index * sizeof(char) 个字节,给了一个临时指针变量pTemp:

char *pTemp = pArr + index;

这个指针pTemp的己值或者他址,会依次为字符'a', 'b', 'c'的地址,也就是pTemp的他值也会依次为字符'a', 'b','c',这样指针pTemp就会依次遍历到字符串"abc"的每一个字符了。

4.3 链表

链表是使用指针最为频繁的,什么插入节点、删除节点等,都会遇到如下的代码写法:

p2 = p1->next;
p1->next = p3->next;
...... 

这TM什么玩意儿,晕的一腿啊!这个next指针,那个next指针,跳来跳去的,我了个去,头脑已经充满浆糊了。呵呵,指针5维度分析法来了!不过,关于链表,我觉得还是另外开辟一个文章讲吧。等把链表讲完,回头再讲这些个next指针,我跟你讲,链表的本质也就那样,你懂了之后,链表比指针还要纸老虎。

作者:石家的鱼

来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/27974028