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学生时代所学的一些 C 语言知识点回顾（2）——指针

一 前言

承接上一篇，对 C 语言中的指针进行了回顾总结。文中的例子均为本人纯手工输入，在 Linux 环境中全部编译实践过。由于平时工作中大部分时间都使用 Linux ，许多深入的 Linux 体系知识需要掌握 C 语言才能深入地理解，故此，对 C 语言进行了一次回顾。工作多年以后，才发现：曾经所学的一切知识并非一无是处，而是那时的自己太粗浅，太急功近利。就像 C 语言，在目前的工作中仍能发挥重大作用，时常能起到事半功倍的效果。关于这些，在后期我的分享中将会完美呈现，敬请关注。

二 一些例子

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int i = 10, j, *p, *q, *x = &i;
  p = &i;
  q = p;
  j = *&i;
  printf("p = %d\n",*p);
  printf("q = %d\n",*q);
  printf("x = %d\n",*x);
  printf("j = %d\n",j);
  scanf("%d",&i);
  printf("p = %d\n",*p);
  printf("q = %d\n",*q);
  printf("x = %d\n",*x);
  printf("j = %d\n",j);
  return 0;
}
/*
p = 10
q = 10
x = 10
j = 10
98
p = 98
q = 98
x = 98
j = 10
*/

这个例子种，指针变量 x 在声明的同时进行了初始化工作，这种操作是合法的。在声明之后再进行初始化则需要以类似于指针变量 p 的方式进行初始化，仍然使用 *p = &i 这种声明方式是无法通过编译的。

通过 *p 这种方式使用指针值叫做间接寻址。此处的 * 称之为间接寻址运算符。

多个指针变量指向同一变量时，该变量的值改变之后，指针变量的值也随之改变。

*&i 对变量 i 使用 & 运算符产生指向指针变量的指针，对指针使用 * 运算符则可以返回到原始变量。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int *p, *q, i = 989, j = 2019;
  p = &i;
  q = &j;
  q = p;
  printf("p = %d\n",*p);
  printf("p : %p\n",p);
  printf("j = %d\n",j);
  printf("q = %d\n",*q);
  printf("q : %p\n",q);
  return 0;
}
/*
p = 989
p : 0x7fff51751e5c
j = 2019
q = 989
q : 0x7fff51751e5c
*/

同类型的指针变量可以相互复制，复制之后指向同一变量。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int *p, *q, i = 989, j = 2019;
  p = &i;
  q = &j;
  *q = *p;
  printf("p = %d\n",*p);
  printf("p : %p\n",p);
  printf("j = %d\n",j);
  printf("q = %d\n",*q);
  printf("q : %p\n",q);
  return 0;
}
/*
p = 989
p : 0x7ffc00d359ac
j = 989
q = 989
q : 0x7ffc00d359a8
*/

这段代码看起来跟上一段十分相似，但是运行结果却截然不同。赋值语句 q = p 把指针变量 p 的值复制到 q 指向的对象中,也就是 j 中，但是 p 和 q 的地址是不一样的。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  char i, *p;
  p = &i;
  scanf("%c",p);
  printf("p = %c\n",*p);
  printf("i = %c\n",i);
  return 0;
}
/*
e
p = e
i = e
*/

在这一段代码中，如果删除 “p = &i;” 这一句，那么这段代码是不能顺利通过编译的，函数 scanf() 中的 变量 p 就相当于 &i， scanf() 读入的字符并存储于 i 中。此时，scanf() 中不能再使用运算符 &。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int a, b;
  int *max(int *,int *);
  scanf("%d%d",&a,&b);
  printf("The max number is: %d\n",*max(&a,&b));
  return 0;
}

int *max(int *a, int *b){
  *a = *a + 5;
  if (*a > *b)
    return a;
  else
    return b;
}
/*
1 4
The max number is: 6
*/

指针变量作为形参进行传递、运算，并函数的返回值类型为指针。再继续看下一段代码：

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int a, b;
  int max(int *,int *);
  scanf("%d%d",&a,&b);
  printf("The max number is: %d\n",max(&a,&b));
  return 0;
}

int max(int *a, int *b){
  *a = *a + 5;
  if (*a > *b)
    return *a;
  else
    return *b;
}
/*
1 4
The max number is: 6
*/

同样的输入，一样的输出结果，形式不一样，实际上实现原理也是一样的，都返回指针，可以类比来理解。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int x = 2019, y=2023;
  int *a = &x, *b = &y, c;
  c = (*a + *b) * 2 + 20;
  printf("Sum: %d\n",c);
  return 0;
}
// Sum: 8104

以上代码的第4行和第5行互换，将不能通过编译。C 语言严格遵循先声明后使用的原则，指针也不例外。间接寻址在表达式中是可以直接使用的。需要说明的是：“int *a = &x, *b = &y, c;”这一行中的 * 不是间接寻址运算符，其作用是告知编译器 a 和 b 是两个指向 int 类型变量的指针。 “c = (*a + *b) * 2 + 20;”这一行的前两个 * 是间接寻址运算符，第三个 * 是乘法运算符。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int p;
  int example(int *);
  scanf("%d",&p);
  printf("%d\n",example(&p));
  return 0;
}

int example(int *p){
  int a = 10086;
  printf("The original value is: %d\n",*p);
  p = &a;
  return *p;
}

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int p;
  int example(int *);
  scanf("%d",&p);
  printf("%d\n",example(&p));
  return 0;
}

int example(int *p){
  printf("The original value is: %d\n",*p);
  *p = 10086;
  return *p;
}

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int p;
  int example(const int *);
  scanf("%d",&p);
  printf("%d\n",example(&p));
  return 0;
}

int example(const int *p){
  int x = 10086;
  printf("The original value is: %d\n",*p);
  p = &x;
  return *p;
}
/*
98
The original value is: 98
10086
*/

以上三段代码编译执行后均能得到一致的结果,但是如下代码却不能通过编译：

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int p;
  int example(const int *);
  scanf("%d",&p);
  printf("%d\n",example(&p));
  return 0;
}

int example(const int *p){
  printf("The original value is: %d\n",*p);
  *p = 10086;
  return *p;
}

这说明使用了 const 关键字之后，不能改变指针指向的整数，但是能改变指针自身。因为实参是按值进行传递的，所以通过指针指向其他地方的方法给 p 赋新值不会对函数外部产生任何影响。在声明时，关键字 const 是不能省略的。继续看下面的代码。

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int p;
  int example(int * const);
  scanf("%d",&p);
  printf("%d\n",example(&p));
  return 0;
}

int example(int * const p){
  printf("The original value is: %d\n",*p);
  *p = 10086;
  // int x = 10086;
  // p = &x;
  return *p;
}
/*
98
The original value is: 98
10086
*/

本段代码中，如果取消注释部分，则不能通过编译。在此处，可以改变指针指向的整数，但是不能改变改变指针自身。进一步尝试：

# include<stdio.h>

int main(int argc,char *argv[]){
  int p;
  int example(const int * const);
  scanf("%d",&p);
  printf("%d\n",example(&p));
  return 0;
}

int example(const int * const p){
  printf("The original value is: %d\n",*p);
  // *p = 10086;
  // int x = 10086;
  // p = &x;
  return *p;
}
/*
98
The original value is: 98
98
*/

本段代码中出现了两个 const 关键字。代码中被注释的3行，取消任意一部分均不能通过编译。这种情况说明：通过这种声明之后，既不能改变指针指向的整数，也不能改变指针自身。不过这种情况比较少见。

三 小结

此部分主要回顾了指针，使用了较长篇幅验证了 const 关键字，可能还存在较多理解上的误区，希望各位多多指点、沟通交流，彼此进步。