指针

官官方信息技术老师·10 页·深入（追求细节与边界）·0 次浏览·3 天前

✦ 指针信息技术指针认识指针

指针基础内存模型指针算术函数指针

指针

从裸指针到函数指针，把所有边界、陷阱与反直觉细节一次画清

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指针基础内存模型指针算术函数指针

指针

从裸指针到函数指针，把所有边界、陷阱与反直觉细节一次画清

1第 1 页 · 指针

认识指针

我们已经知道变量是数据的容器，但每个数据都住在一段内存里，内存有门牌号。指针，就是把门牌号记下来的小本子。

存的是地址

指针变量装的是某块内存的编号，不是数据本身——拿到编号才能找到数据。

&取址、*解引用

&x 取出 x 的地址赋给指针；用 *p 通过地址读出或写入那块内存。

类型决定步长

指针的基类型只决定加减 n 时跨多少字节，与能访问多大数据无关。

宽度由架构决定

不管指向 int 还是 struct，指针本身的字节数仅由 32/64 位决定。

三类典型应用

堆内存申请、函数传引用、链表/树等动态结构——这些都靠指针落地。

酒店房卡上的房号对应 →指针

房卡记房号、房号对应房间；指针记地址、地址对应数据。房号本身不是房间。

*(\&x) \equiv x

2第 2 页 · 认识指针

指针运算

你已经知道指针存的是地址——一个数字。但指针不是普通整数：你不能把两个指针相乘，也不能拿指针除以 2。C/C 标准为指针定义了一套专属的算术规则，正是这套规则让指针遍历数组成为可能。

整数加减 n

指针 ± n 实际移动 n × sizeof(所指类型) 个字节，类型决定「一步多远」

指针与数组

指针能 ++、能相减,这套算术只有在连续内存上才有意义——而数组正是一段连续内存。这一页揭指针和数组之间那条剪不断的等价关系。

数组名退化为指针

除 sizeof 和 & 两种语境外,数组名自动转为指向首元素的指针常量

下标即指针运算

a[i] 完全等价于 *(a+i),下标操作只是指针算术的语法糖

指针 ≠ 数组

sizeof(数组) 是总字节数,sizeof(指针) 恒为 8;指针上还保留着元素类型

形参中的数组

void f(int arr[]) 实际就是 void f(int *arr),长度信息在传参时丢失

墙上的房号 vs 便签上的房号对应 →数组名 vs 指针变量

墙上房号固定不可擦(数组名值不变),便签可改写(指针可重新赋值),但都能定位同一排房间中的某一间

4第 4 页 · 指针与数组

指针与字符串

前页看到数组名就是首元素指针。字符串本质就是字符数组，但'字面量'与'字符数组'这两条路在指针层面差别很大——一个是借，一个是买。

字面量存只读区

"hello" 这类字面量编译后入只读数据段，char* 指向它能读不能写，写入会段错误

借与买的所有权

char* p = "hi" 是借的标签；char s[] = "hi" 是栈上拷一份，能改

指针步进遍历

++ 沿地址前进，遇 '\0' 即停——strlen、字符串打印、拷贝都基于此套路

const char* 传参

只读场景用 const char* 入函数签名，把'我不改'写进类型，让编译器替你把关

图书馆借的书 vs 自己买的本子对应 →字符串字面量 vs 字符数组

借的书只能看不能涂；买的本子随便改——对应：字面量只读、数组可写

5第 5 页 · 指针与字符串

指针数组

上页我们知道字符串本质是 char *。要存多条字符串，每条都是一个指针——怎么组织？把它们放进一个数组，这个数组就叫指针数组。

本质是数组

数组的每个元素都是同类型指针，如 int *p[5]

语法识别

[] 优先级高于 *，名字先和 [] 结合，再看元素类型

内存特性

数组元素（指针）连续排列，但各指针指向的位置可分散

典型应用

字符串数组、main 的 argv、函数指针跳转表

图书馆的索引卡片对应 →指针数组

卡片排成一列（数组连续），每张写一个书架位置（指针），书本身可散落各处

6第 6 页 · 指针数组

二级C考点解析之指针基本

前页已看到，指针能带着地址参与运算和比较。但运算的前提，是先分清对象、地址与指针；否则结果即使算对，也可能解引用到错误对象。

基本构成

`&x` 取得地址；`T *p` 中的 p 保存地址，T 决定解引用后的类型

两层含义

p 是地址值，`*p` 是该地址所标识的对象；`&*p` 等价于 p

解引用边界

指针须先有有效目标；NULL、悬空指针和 void* 均不可直接解引用

地址传参

把 `&x` 传给 `T*` 参数，函数内修改 `*p` 会影响调用者中的 x

门牌导航对应 →指针

导航保存门牌号像指针保存地址；按门牌找房像 `*p` 找目标，房号加实体信息才对应 T

&*p \equiv p \quad (p \ne \mathrm{NULL},\ p\text{ 指向有效对象})

7第 7 页 · 二级C考点解析之指针基本

二级C考点解析之指针与字

前面讲了指针和数组，但考试最爱挖坑的地方在「指针和字符串」——这块的陷阱最隐蔽，改一个字符就可能让程序崩溃。

字符串常量区

用双引号包的字面量，存放在只读数据区

指针与数组初始化

char s[]="abc" 元素可改；char *p="abc" 改 *p 崩溃

两个长度函数

sizeof 含终止符 '\0'；strlen 不含，遇 '\0' 停

库函数返回值

strcpy、strcat 返回目标串首地址，支持链式调用

公司红头合同对应 →字符串常量

合同只能传阅不能涂改；字符串常量在只读区，改了就崩

8第 8 页 · 二级C考点解析之指针与字

本节要点

✓指针本质即地址，`*`取值、`&`取地址是两层操作
✓指针+1 跨过的是一个类型宽度，而非一个字节
✓数组名退化为常量指针，不能自增也不能赋值
✓字符串字面量在只读区，char*形式不可改写
✓二级指针保存的是指针变量的地址，写作 T**

延伸主题：const 修饰指针的位置辨析动态内存malloc与free配对使用函数传参：值传递与指针传递

9第 9 页 · 本节要点

课后思考

先独立想一会儿再看参考答案，检验自己真懂了几分。

1指针变量里存的到底是什么？为什么不能直接把指针赋值给普通整数？

参考答案指针存的是另一个变量的内存地址。64 位系统上地址是 64 位二进制，普通 int 通常只有 32 位会截断；且不同类型指针步长不同，不能直接互通。

2如果两个指针相减，结果代表什么？这个运算为什么不能在非数组指针上做？

参考答案结果表示两指针之间相隔的元素个数，不是字节差。前置条件是两指针必须指向同一数组，否则结果未定义，所以脱离数组的指针减法没有意义。

3字符串字面量和字符数组在内存里的存放位置有何不同？修改它们的值时会有什么差别？

参考答案字面量放在只读数据区，多个相同内容可能共享同一地址，内容不可写；字符数组放在栈或全局区，独占一块可写内存。两者指针都能用，但语义完全不同。

10第 10 页 · 课后思考