C语言指针详解

1. 什么是指针？

• 指针（Pointer） 是C语言中存储变量内存地址的特殊变量。理解指针是掌握C语言内存管理和高效编程的核心。

1.1 直观理解

普通变量直接保存数据（如 int a = 10;）

• 指针变量保存的是其他变量的内存地址（如 a 的地址是 0x7ffd34）
  类比：

• 指针就像一张快递取件码，告诉你包裹（数据）存放在哪个储物柜（内存地址）中。

2. 指针的基本语法

2.1 声明指针

数据类型 *指针变量名;  // * 表示这是一个指针变量
示例：
int *p;      // 指向整型的指针
char *c;     // 指向字符的指针
float *f;    // 指向浮点数的指针

2.2 指针的赋值

int a = 10;
int *p = &a;  // & 取地址符，获取a的地址

注意：

*p 表示指针 p 指向的值（即 a 的值 10）
p 存储的是 a 的地址（如 0x7ffd34）

3. 指针的核心操作

3.1 解引用（访问指针指向的值）

int a = 10;
int *p = &a;
printf("%d\n", *p);  // 输出 10（通过指针访问a的值）
*p = 20;             // 通过指针修改a的值
printf("%d\n", a);   // 输出 20

3.2 指针的算术运算

• 指针可以进行++、–、+、-运算，单位是数据类型大小（如 int 指针每次移动4字节）：

int arr[3] = {10, 20, 30};
int *p = arr;        // p 指向 arr[0]
printf("%d\n", *p);  // 输出 10
p++;                 // 移动到下一个元素 arr[1]
printf("%d\n", *p);  // 输出 20

3.3 指针与数组

数组名本质是指向数组首元素的指针：

int arr[3] = {1, 2, 3};
printf("%d\n", *(arr + 1));  // 等价于 arr[1]，输出 2

4. 指针的常见用途

4.1 动态内存分配

使用 malloc 和 free 管理堆内存：

int *p = (int*) malloc(5 * sizeof(int)); // 分配5个int的内存
if (p == NULL) {
    printf("内存分配失败！\n");
    return 1;
}
p[0] = 100;     // 像数组一样使用
free(p);        // 释放内存

4.2 函数参数传递

C语言默认值传递，用指针可实现引用传递：

void increment(int *ptr) {
    (*ptr)++;   // 修改原始变量的值
}
int main() {
    int num = 5;
    increment(&num);  // 传递num的地址
    printf("%d\n", num);  // 输出 6
    return 0;
}

4.3 字符串操作

C语言字符串本质是字符指针：

char *str = "Hello";  // 字符串字面量存储在常量区
printf("%s\n", str);  // 输出 Hello

5. 指针的常见错误

错误类型

• 安全建议：
  始终初始化指针（如 int *p = NULL;）
  避免指针越界访问
  释放后指针置NULL（free§; p = NULL;）

6. 实战练习

练习1：交换两个变量的值

void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
int main() {
    int x = 10, y = 20;
    swap(&x, &y);
    printf("x=%d, y=%d\n", x, y);  // 输出 x=20, y=10
    return 0;
}

练习2：使用指针遍历数组

int main() {
    int arr[] = {5, 2, 8, 1, 6};
    int *p = arr;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", *(p + i));  // 输出 5 2 8 1 6
    }
    return 0;
}

7. 总结

• 指针是C语言的灵魂，掌握它才能高效管理内存和复杂数据结构。
  关键概念：
  ✔️ & 取地址符
  ✔️ * 解引用/指针声明
  ✔️ 指针运算
  ✔️ 动态内存管理
  实践建议：多写代码调试，理解地址与值的关系。
  进阶方向：指向指针的指针（int **pp）、函数指针、结构体指针等。