指针——C语言的灵魂

为什么说C指针是C语言的灵魂？

来自读者对C和指针的解说

1. 他可以直接访问硬件，这是灵活性和效率的体现，程序离硬件越近自然效率越高，当然运用不当也可导致效率低下

2. 难掌握及太危险，如果对指针理解含混，访问过程不当易导致程序奔溃或隐藏潜在危险

3. 指针作用总的说是调高程序运行效率，原因是它对c语言中定义的各种数据结构进行地址传递，而不需要进行不断地进行值传递。理解起来可以联想一下数据共享与建立副本的区别。

注：欢迎各位程序猿们继续补充

挖掘C语言的灵魂，推荐《征服C指针》

读者对本书的评价：

• 针对性极强，全书以一种精准但又不考究的方式解读C语言指针。看过经典的“C和指针”后再看看日本程序员对指针的理解，也许会获得又一番的感悟。这是最棒的C书 、
• 日本人都是工匠，从精密机械到各种探测器，从av情色片到美食，小日本干任何事都精益求精。 我看过小日本的几本计算机书，binary hack, debug hack, 以及这本，全都是精品。 他们的书逻辑性不强，特点是人的因素多，注重细节，教给读者诀窍，读来畅快淋漓，爱不释手。 可能我的性格里也有黑客的成份吧，不喜欢那种冷冰冰的知识罗列的书

  买前必读：

  这是一本关于C 语言的数组和指针的书。

  ■ 本书的读者群虽然定位于“学习过C 语言，但是在指针的运用上遇到困难”的读者，但还是能随处可见一些高难度的内容。那是因为我也不能免俗，偶尔也喜欢把自己掌握的知识拿出来显摆一下。

  ■ 对于初学者，你完全没有必要从头开始阅读。遇到还不太明白的地方，也不要过分纠结。阅读中可以跳跃章节。对于第0章和第1章，最好还是按顺序阅读。如果认为第2章有点难度，你可以先去啃第3章。如果第3章也不懂，不妨尝试先去阅读第4章。这种阅读方式是本书最大的卖点。

  ■ 在本书中，我会经常指出一些“C的问题点”和“C的不足”。可能会有一些读者认为我比较讨厌C语言。恰恰相反，我认为C是一门伟大的开发语言。倒不是因为有“情人眼里出西施”、“能干的坏小子也可爱”这样的理由，毕竟在开发现场那些常年被使用的语言中，C语言还是有相当实力的。就算是长得不太帅，但论才干，那也是“开发现场的老油条”了。

  精彩片段：

  应该记住：数组和指针是不同的事物

  为什么会引起混乱？

  首先，请允许我强调一下本章的重要观点。

  C 语言的数组和指针是完全不同的。

  大家都说C语言的指针比较难，可是真正地让初学者“挠墙”的，并不是指针自身的使用，而是“混淆了数组和指针”。此外，很多“坑爹”的入门书对指针和数组的讲解也是极其混乱。

  比如，K&R 中就有下面一段文字（p.119）， C 语言的指针和数组之间有很强的关联关系，因此必须将指针和数组放在一起讨论。

  很多C程序员认为“数组和指针是几乎相同的事物”，这种认识是引起C的混乱的主要原因。

  从图3-17中可以一目了然地看出，数组是一些对象排列后形成的，指针则表示指向某处。它们是完全不同的。

  

  带着“数组和指针是几乎相同的事物”这样的误解，初学者经常写出下面这样的代码：

  int *p;p[3] = ……   ←突然使用没有指向内存区域的指针——自动变量的指针在初期状态，值是不定的。char str[10];    .    .    .str = “abc”;    ←突然向数组赋值

  ——数组既不是标量，也不是结构体，不能临时使用。

  int p[]; ←使用空的[]声明本地变量 ——只有在“函数的形参的声明”中，数组的声明才可以被解读成指针。 对于数组和指针，它们在哪些地方是相似的，又在哪些地方是不同的？不好意思，可能在下面会出现和前面重复的内容。

  表达式之中 在表达式中，数组可以被解读成指向其初始元素的指针。所以，可以写成下面这样：

  int array[10];p = array;      ←将指向array[0]的指针赋予p

  可是，反过来写成下面这样，

  array = p;

  就是不可以的。确实，在表达式中array 可以被解读成指针，可是，本质上它其实是被解释成了&array[0]，此时的指针是一个右值*。（此时的指针是右值这个理由之外，在标准中，数组也不是“可变更的左值”。）

  比如，对于int类型的变量a，a = 10;这样的赋值是可以的，但肯定没有人想做a + 1 = 10;这样的赋值吧。尽管a 和a + 1 都是int，但是a + 1没有对应的内存区域，只是一个右值，所以不能被赋值。同样的道理，array也不能被赋值。此外，对于下面这个指针，

  int *p;

  如果p指向了某个数组，自然可以通过p[i]的方式进行访问，但这并不代表p就是指针。

  p[i]只不过是*(p + i)的语法糖，只要p正确地指向一个数组，就可以通过p[i]对数组的内容进行访问，如图3-18所示。

  

  如果是“指针的数组”和“数组的数组”，就会有很大的不同。

  char *color_name[] = {      ←指针的数组    “red”,    “green”,    “blue”,};

  对以上的代码进行图解（参照图3-19），

  ![enter image description here][5]char color_name[][6] = {    “red”,    “green”,    “blue”,}

  对以上的代码进行图解（参照图3-20），

  

  以上两种情况都可以用color_name[i][j]的方式对数组进行访问，但是内存中数据的布局是完全不同的。

  声明 只有在声明函数的形参的时候，数组的声明才能解读成指针的声明（参照3.5.1节）。

  以上的语法糖，与其说使C变得更加容易理解，倒不如说它使C语言的语法变得更加混乱。是不是有很多人这么想？我就是其中的一个(虽然使用这个语法糖可以让多维数组作为参数被传递时更容易理解……)。而且K&R的说明更是使这种混乱局面雪上加霜。

  在不是声明函数的形参的时候，数组声明和指针的声明是不可能相等的。

  使用extern 的时候是最容易出现问题的（参照3.5.2节）。另外，声明局部变量或者结构体的成员时，写成

  int hoge[];

  会引起语法错误(对于结构体的成员，在ISO C99 中是允许这种写法的)。

  存在数组初始化表达式的情况下，可以使用空的[]，但这是因为编译器能够计算出数组元素的个数，所以可以省略书写元素个数。仅此而已，这种特征和数组扯不上任何关系。

  要 点 【非常重要！！】 ?数组和指针是不同的事物。

  恶名昭著的指针究竟是什么

  关于“指针”一词，在K&R 中有下面这样的说明（第5 章“指针和数组”的开头部分）： 指针是一种保存变量地址的变量，在C 中频繁地使用。

  其实在表达上，这样的说明是有很大问题的。总会让人感觉，一旦提起指针，就要把它当作变量的意思。实际上并非总是如此。

  此外，在C 语言标准中最初出现“指针”一词的部分，有这样一段话：

  指针类型（pointer type）可由函数类型、对象类型或不完全的类型派生，派生指针类型的类型称为引用类型。指针类型描述一个对象，该类对象的值提供对该引用类型实体的引用。由引用类型T 派生的指针类型有时称为“（指向）T 的指针”。从引用类型构造指针类型的过程称为“指针类型的派生”。这些构造派生类型的方法可以递归地应用。

  这段话的内容也许会让你一头雾水（既然是标准，那总要有点标准的范儿吧）。那就让我们先关注第一句话吧，那里出现了“指针类型”一词。

  提到“类型”，立刻会让人想起“int 类型”、“double 类型”等。同样，在C 语言中也存在“指针类型”这样的类型。

  “指针类型”其实不是单独存在的，它是由其他类型派生而成的。以上对标准内容的引用中也提到“由引用类型T 派生的指针类型有时称为‘（指向）T 的指针’”。

  也就是说，实际上存在的类型是“指向int 的指针类型”、“指向double的指针类型”。 因为“指针类型”是类型，所以它和int类型、double类型一样，也存在“指针类型变量”和“指针类型的值”。糟糕的是，“指针类型”、“指针类型变量”和“指针类型的值”经常被简单地统称为“指针”，所以非常容易造成歧义，这一点需要提高警惕*。

  （*至少本书还是尽力将这些说法进行区别的，但有时候，无论怎么写也做不到自然地表述想要表达的意思，最后只好投降……非常抱歉。）

  要 点

  先有“指针类型”。 有了“指针类型”，才有了“指针类型的变量”和“指针类型的值”。

  比如，在C中，使用int 类型表示整数。因为int是“类型”，所以存在用于保存int型的变量，当然也存在int型的值。指针类型同样如此，既存在指针类型的变量，也存在指针类型的值。

  因此，几乎所有的处理程序中，所谓的“指针类型的值”，实际是指内存的地址。

  变量的内容是保存在内存的某个地方的，“某个地方”的说法总是会让人产生困惑，因此，就像使用“门牌号”确定“住址”一样，在内存中，我们也给变量分配“门牌号”。在C的内存世界里，“门牌号”被称为“地址”。