前言:复杂类型说明

要了解指针,多多少少会出现一些比较复杂的类型,所以我先介绍一下如何完全理解一个复杂类型,要理解复杂类型其实很简单,一个类型里会出现很多运算符,他们也像普通的表达式一样,有优先级,其优先级和运算优先级一样,所以我总结了一下其原则:从变量名处起,根据运算符优先级结合,一步一步分析.下面让我们先从简单的类型开始慢慢分析吧:

说到这里也就差不多了,我们的任务也就这么多,理解了这几个类型,其它的类型对我们来说也是小菜了,不过我们一般不会用太复杂的类型,那样会大大减小程序的可读性,请慎用,这上面的几种类型已经足够我们用了.

细说指针

指针是一个特殊的变量，它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。
要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容：指针的类型、指针所指向的
类型、指针的值或者叫指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区。让
我们分别说明。
先声明几个指针放着做例子：
例一：

(1)int*ptr;
(2)char*ptr;
(3)int**ptr;
(4)int(*ptr)[3];
(5)int*(*ptr)[4];

1.指针的类型

从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部
分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各
个指针的类型：

(1)int*ptr;//指针的类型是 int*
(2)char*ptr;//指针的类型是 char*
(3)int**ptr;//指针的类型是 int**
(4)int(*ptr)[3];//指针的类型是 int(*)[3]
(5)int*(*ptr)[4];//指针的类型是 int*(*)[4]

怎么样？找出指针的类型的方法是不是很简单？

指针所指向的类型

当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了
编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声
明符*去掉，剩下的就是指针所指向的类型。例如：

(1)int*ptr;
//指针所指向的类型是 int
(2)char*ptr;
//指针所指向的的类型是 char
(3)int**ptr;
//指针所指向的的类型是 int*
(4)int(*ptr)[3]; //指针所指向的的类型是 int()[3]
(5)int*(*ptr)[4];//指针所指向的的类型是 int*()[4]

在指针的算术运算中，指针所指向的类型有很大的作用。
指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你
对 C 越来越熟悉时，你会发现，把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成
"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念，是精通指针的关键点之一。
我看了不少书，发现有些写得差的书中，就把指针的这两个概念搅在一起了，
所以看起书来前后矛盾，越看越糊涂。

指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址

指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址，而
不是一个一般的数值。在 32 位程序里，所有类型的指针的值都是一个 32 位
整数，因为 32 位程序里内存地址全都是 32 位长。 指针所指向的内存区就
是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为 sizeof(指针所指向的类
型)的一片内存区。以后，我们说一个指针的值是 XX，就相当于说该指针指
向了以 XX 为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，
就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。
指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例
一中，指针所指向的类型已经有了，但由于指针还未初始化，所以它所指向
的内存区是不存在的，或者说是无意义的。
以后，每遇到一个指针，都应该问问：这个指针的类型是什么？指针指
的类型是什么？该指针指向了哪里？（重点注意）

指针本身所占据的内存区

指针本身占了多大的内存？你只要用函数 sizeof(指针的类型)测一下
就知道了。在 32 位平台里，指针本身占据了 4 个字节的长度。
指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式（后面会解释）是
否是左值时很有用。

指针的算术运算

指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减
运算的意义是不一样的，以单元为单位。例如：
例二：

char a[20];
int *ptr=(int *)a; //强制类型转换并不会改变 a 的类型
ptr++;

在上例中，指针 ptr 的类型是 int*,它指向的类型是 int，它被初始化
为指向整型变量 a。接下来的第 3 句中，指针 ptr 被加了 1，编译器是这样
处理的：它把指针 ptr 的值加上了 sizeof(int)，在 32 位程序中，是被加上
了 4，因为在 32 位程序中，int 占 4 个字节。由于地址是用字节做单位的，
故 ptr 所指向的地址由原来的变量 a 的地址向高地址方向增加了 4 个字节。
由于 char 类型的长度是一个字节，所以，原来 ptr 是指向数组 a 的第 0 号
单元开始的四个字节，此时指向了数组 a 中从第 4 号单元开始的四个字节。
我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组，看例子：
例三：

int array[20]={0};
int *ptr=array;
for(i=0;i<20;i++)
{
	(*ptr)++;
	ptr++；
}

这个例子将整型数组中各个单元的值加 1。由于每次循环都将指针 ptr
加 1 个单元，所以每次循环都能访问数组的下一个单元。
再看例子：
例四：

char a[20]="You_are_a_girl";
int *ptr=(int *)a;
ptr+=5;

在这个例子中，ptr 被加上了 5，编译器是这样处理的：将指针 ptr 的
值加上 5 乘 sizeof(int)，在 32 位程序中就是加上了 5 乘 4=20。由于地址
的单位是字节，故现在的 ptr 所指向的地址比起加 5 后的 ptr 所指向的地址
来说，向高地址方向移动了 20 个字节。在这个例子中，没加 5 前的 ptr 指
向数组 a 的第 0 号单元开始的四个字节，加 5 后，ptr 已经指向了数组 a 的
合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。
这也体现出了指针的灵活性。
如果上例中，ptr 是被减去 5，那么处理过程大同小异，只不过 ptr 的
值是被减去 5 乘 sizeof(int)，新的 ptr 指向的地址将比原来的 ptr 所指向
的地址向低地址方向移动了 20 个字节。
下面请允许我再举一个例子:(一个误区)
例五：

#include<stdio.h>
int main()
{
	char a[20]=" You_are_a_girl";
	char *p=a;
	char **ptr=&p;
	//printf("p=%d\n",p);
	//printf("ptr=%d\n",ptr);
	//printf("*ptr=%d\n",*ptr);
	printf("**ptr=%c\n",**ptr);
	ptr++;
	//printf("ptr=%d\n",ptr);
	//printf("*ptr=%d\n",*ptr);
	printf("**ptr=%c\n",**ptr);
}

误区一、输出答案为 Y 和 o
误解:ptr 是一个 char 的二级指针,当执行 ptr++;时,会使指针加一个
sizeof(char),所以输出如上结果,这个可能只是少部分人的结果.
误区二、输出答案为 Y 和 a
误解:ptr 指向的是一个 char *类型,当执行 ptr++;时,会使指针加一个
sizeof(char *)(有可能会有人认为这个值为 1,那就会得到误区一的答
案,这个值应该是 4,参考前面内容), 即&p+4; 那进行一次取值运算不
就指向数组中的第五个元素了吗?那输出的结果不就是数组中第五个元
素了吗?答案是否定的.
正解: ptr 的类型是 char **,指向的类型是一个 char *类型,该指向的
地址就是p的地址(&p),当执行ptr++;时,会使指针加一个sizeof(char
*),即&p+4;那*(&p+4)指向哪呢,这个你去问上帝吧,或者他会告诉你在
哪?所以最后的输出会是一个随机的值,或许是一个非法操作.

总结一下:

一个指针 ptrold 加(减)一个整数 n 后，结果是一个新的指针 ptrnew，
ptrnew 的类型和 ptrold 的类型相同，ptrnew 所指向的类型和 ptrold
所指向的类型也相同。ptrnew 的值将比 ptrold 的值增加(减少)了 n 乘
sizeof(ptrold 所指向的类型)个字节。就是说，ptrnew 所指向的内存
区将比 ptrold 所指向的内存区向高(低)地址方向移动了 n 乘
sizeof(ptrold 所指向的类型)个字节。

指针和指针进行加减：

两个指针不能进行加法运算，这是非法操作，因为进行加法后，得到的
结果指向一个不知所向的地方，而且毫无意义。两个指针可以进行减法
操作，但必须类型相同，一般用在数组方面，不多说了。

运算符&和*

这里&是取地址运算符，是间接运算符。
&a 的运算结果是一个指针，指针的类型是 a 的类型加个，指针所
指向的类型是 a 的类型，指针所指向的地址嘛，那就是 a 的地址。
p 的运算结果就五花八门了。总之p 的结果是 p 所指向的东西，
这个东西有这些特点：它的类型是 p 指向的类型，它所占用的地址是 p
所指向的地址。
例六：

int a=12; int b;
int *p;
int **ptr;
p=&a;
//&a 的结果是一个指针，类型是 int*，指向的类型是
//int，指向的地址是 a 的地址。
*p=24;
//*p 的结果，在这里它的类型是 int，它所占用的地址是
//p 所指向的地址，显然，*p 就是变量 a。
ptr=&p;
//&p 的结果是个指针，该指针的类型是 p 的类型加个*，
//在这里是 int **。该指针所指向的类型是 p 的类型，这
//里是 int*。该指针所指向的地址就是指针 p 自己的地址。
*ptr=&b;
//*ptr 是个指针，&b 的结果也是个指针，且这两个指针
//的类型和所指向的类型是一样的，所以用&b 来给*ptr 赋
//值就是毫无问题的了。
**ptr=34; //*ptr 的结果是 ptr 所指向的东西，在这里是一个指针，
//对这个指针再做一次*运算，结果是一个 int 类型的变量。

指针表达式

一个表达式的结果如果是一个指针，那么这个表达式就叫指针表式。
下面是一些指针表达式的例子：
例七：

int a,b;
int array[10];
int *pa;
pa=&a;
//&a 是一个指针表达式。
Int **ptr=&pa;
//&pa 也是一个指针表达式。
*ptr=&b;
//*ptr 和&b 都是指针表达式。
pa=array;
pa++;
//这也是指针表达式。

例八：

char *arr[20];
char **parr=arr; //如果把 arr 看作指针的话，arr 也是指针表达式
char *str;
str=*parr;
//*parr 是指针表达式
str=*(parr+1);
//*(parr+1)是指针表达式
str=*(parr+2);
//*(parr+2)是指针表达式

由于指针表达式的结果是一个指针，所以指针表达式也具有指针所
具有的四个要素：指针的类型，指针所指向的类型，指针指向的内存区，
指针自身占据的内存。
好了，当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占
据的内存的话，这个指针表达式就是一个左值，否则就不是一个左值。
在例七中，&a 不是一个左值，因为它还没有占据明确的内存。*ptr 是
一个左值，因为*ptr 这个指针已经占据了内存，其实*ptr 就是指针 pa，
既然 pa 已经在内存中有了自己的位置，那么*ptr 当然也有了自己的位
置。

数组和指针的关系

数组的数组名其实可以看作一个指针。看下例：
例九：

intarray[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
value=array[0];
//也可写成：value=*array;
value=array[3];
//也可写成：value=*(array+3);
value=array[4];
//也可写成：value=*(array+4);

上例中，一般而言数组名 array 代表数组本身，类型是 int[10]，但如
果把 array 看做指针的话，它指向数组的第 0 个单元，类型是 int* ，
所指向的类型是数组单元的类型即 int。因此*array 等于 0 就一点也不
奇怪了。同理，array+3 是一个指向数组第 3 个单元的指针，所以
*(array+3)等于 3。其它依此类推。
例十：

char *str[3]={
"Hello,thisisasample!",
"Hi,goodmorning.",
"Helloworld"
};
chars[80]；
strcpy(s,str[0]);
//也可写成 strcpy(s,*str);
strcpy(s,str[1]);
//也可写成 strcpy(s,*(str+1));
strcpy(s,str[2]);
//也可写成 strcpy(s,*(str+2));

上例中，str 是一个三单元的数组，该数组的每个单元都是一个指针，
这些指针各指向一个字符串。把指针数组名 str 当作一个指针的话，它
指向数组的第 0 号单元，它的类型是 char **，它指向的类型是 char *。
*str 也是一个指针，它的类型是 char *，它所指向的类型是 char，它
指向的地址是字符串"Hello,thisisasample!"的第一个字符的地址，即
'H'的地址。注意:字符串相当于是一个数组,在内存中以数组的形式储
存,只不过字符串是一个数组常量,内容不可改变,且只能是右值.如果
看成指针的话,他即是常量指针,也是指针常量.
str+1 也是一个指针，它指向数组的第 1 号单元，它的类型是 char**，
它指向的类型是 char*。
*(str+1)也是一个指针，它的类型是 char*，它所指向的类型是 char，
它指向 "Hi,goodmorning."的第一个字符'H'
下面总结一下数组的数组名(数组中储存的也是数组)的问题:
声明了一个数组 TYPE array[n]，则数组名称 array 就有了两重含义：
第一，它代表整个数组，它的类型是 TYPE[n]；第二 ，它是一个常量
指针，该指针的类型是 TYPE*，该指针指向的类型是 TYPE，也就是数组
单元的类型，该指针指向的内存区就是数组第 0 号单元，该指针自己占
有单独的内存区，注意它和数组第 0 号单元占据的内存区是不同的。该
指针的值是不能修改的，即类似 array++的表达式是错误的。
在不同的表达式中数组名 array 可以扮演不同的角色。
在表达式 sizeof(array)中，数组名 array 代表数组本身，故这时
sizeof 函数测出的是整个数组的大小。
在表达式*array 中，array 扮演的是指针，因此这个表达式的结果就是
数组第 0 号单元的值。sizeof(*array)测出的是数组单元的大小。
表达式 array+n（其中 n=0，1，2，.....）中，array 扮演的是指
针，故 array+n 的结果是一个指针，它的类型是 TYPE *，它指向的类
型是 TYPE，它指向数组第 n 号单元。故 sizeof(array+n)测出的是指针
类型的大小。在 32 位程序中结果是 4
例十一：

int array[10];
int (*ptr)[10];
ptr=&array;

上例中 ptr 是一个指针，它的类型是 int(*)[10]，他指向的类型是
int[10] ，我们用整个数组的首地址来初始化它。在语句 ptr=&array
中，array 代表数组本身。
本节中提到了函数 sizeof()，那么我来问一问，sizeof(指针名称)
测出的究竟是指针自身类型的大小呢还是指针所指向的类型的大小？
答案是前者。例如：

int(*ptr)[10];

则在 32 位程序中，有：

sizeof(int(*)[10])==4
sizeof(int[10])==40
sizeof(ptr)==4

实际上，sizeof(对象)测出的都是对象自身的类型的大小，而不是别的
什么类型的大小。

指针和结构类型的关系

可以声明一个指向结构类型对象的指针。
例十二：

struct MyStruct
{
int a;
int b;
int c;
};
struct MyStruct ss={20,30,40};
//声明了结构对象 ss，并把 ss 的成员初始化为 20，30 和 40。
struct MyStruct *ptr=&ss;
//声明了一个指向结构对象 ss 的指针。它的类型是
//MyStruct *,它指向的类型是 MyStruct。
int *pstr=(int*)&ss;

//声明了一个指向结构对象 ss 的指针。但是 pstr 和
//它被指向的类型 ptr 是不同的。
请问怎样通过指针 ptr 来访问 ss 的三个成员变量？
答案：

ptr->a;
//指向运算符，或者可以这们(*ptr).a,建议使用前者
ptr->b;
ptr->c;

又请问怎样通过指针 pstr 来访问 ss 的三个成员变量？
答案：

*pstr；
//访问了 ss 的成员 a。
*(pstr+1);
//访问了 ss 的成员 b。
*(pstr+2)
//访问了 ss 的成员 c。

虽然我在我的 MSVC++6.0 上调式过上述代码，但是要知道，这样使
用 pstr 来访问结构成员是不正规的，为了说明为什么不正规，让我们
看看怎样通过指针来访问数组的各个单元:
(将结构体换成数组)
例十三：

int array[3]={35,56,37};
int *pa=array;
通过指针 pa 访问数组 array 的三个单元的方法是：
*pa;
//访问了第 0 号单元
*(pa+1);
//访问了第 1 号单元
*(pa+2);
//访问了第 2 号单元

从格式上看倒是与通过指针访问结构成员的不正规方法的格式一
样。
所有的 C/C++编译器在排列数组的单元时，总是把各个数组单元存
放在连续的存储区里，单元和单元之间没有空隙。但在存放结构对象的
各个成员时，在某种编译环境下，可能会需要字对齐或双字对齐或者是
别的什么对齐，需要在相邻两个成员之间加若干个"填充字节"，这就导
致各个成员之间可能会有若干个字节的空隙。
所以，在例十二中，即使*pstr 访问到了结构对象 ss 的第一个成
员变量 a，也不能保证*(pstr+1)就一定能访问到结构成员 b。因为成员
a 和成员 b 之间可能会有若干填充字节，说不定*(pstr+1)就正好访问
到了这些填充字节呢。这也证明了指针的灵活性。要是你的目的就是想
看看各个结构成员之间到底有没有填充字节，嘿，这倒是个不错的方法。
不过指针访问结构成员的正确方法应该是象例十二中使用指针 ptr 的
方法。

指针和函数的关系

可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。

int fun1(char *,int);
int (*pfun1)(char *,int);
pfun1=fun1;
int a=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。

可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中，可以用指针表达式来
作为实参。
例十四：

int fun(char *);
inta;
char str[]="abcdefghijklmn";
a=fun(str);
int fun(char *s)
{
	int num=0;
	for(int i=0;;)
	{
		num+=*s;s++;
	}
	return num;
}

这个例子中的函数fun统计一个字符串中各个字符的ASCII码值之
和。前面说了，数组的名字也是一个指针。在函数调用中，当把 str
作为实参传递给形参 s 后，实际是把 str 的值传递给了 s，s 所指向的
地址就和 str 所指向的地址一致，但是 str 和 s 各自占用各自的存储空
间。在函数体内对 s 进行自加 1 运算，并不意味着同时对 str 进行了自
加 1 运算。

指针类型转换

当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时，赋值号的左边是一个指
针，赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中，绝大
多数情况下，指针的类型和指针表达式的类型是一样的，指针所指向的
类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
例十五：

float f=12.3;
float *fptr=&f;
int *p;

在上面的例子中，假如我们想让指针 p 指向实数 f，应该怎么办？
是用下面的语句吗？
p=&f;
不对。因为指针 p 的类型是 int *，它指向的类型是 int。表达式
&f 的结果是一个指针，指针的类型是 float *,它指向的类型是 float。
两者不一致，直接赋值的方法是不行的。至少在我的 MSVC++6.0 上，对
指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致，所指向的类型也一致，其
它的编译器上我没试过，大家可以试试。为了实现我们的目的，需要进
行"强制类型转换"：

p=(int*)&f;

如果有一个指针 p，我们需要把它的类型和所指向的类型改为
TYEP *TYPE， 那么语法格式是： (TYPE *)p；
这样强制类型转换的结果是一个新指针，该新指针的类型是
TYPE *，它指向的类型是 TYPE，它指向的地址就是原指针指向的地址。
而原来的指针 p 的一切属性都没有被修改。（切记）
一个函数如果使用了指针作为形参，那么在函数调用语句的实参和
形参的结合过程中，必须保证类型一致 ，否则需要强制转换
例十六：

void fun(char*);
int a=125,b;
fun((char*)&a);
void fun(char*s)
{
	charc;
	c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c;
	c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c;
}

注意这是一个 32 位程序，故 int 类型占了四个字节，char 类型占一个
字节。函数 fun 的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意
到了吗？在函数调用语句中，实参&a 的结果是一个指针，它的类型是
int *，它指向的类型是 int。形参这个指针的类型是 char *，它指向
的类型是 char。这样，在实参和形参的结合过程中，我们必须进行一
次从 int *类型到 char *类型的转换。结合这个例子，我们可以这样来
想象编译器进行转换的过程：编译器先构造一个临时指针 char *temp，
然后执行 temp=(char *)&a，最后再把 temp 的值传递给 s。所以最后的
结果是：s 的类型是 char *,它指向的类型是 char，它指向的地址就是
a 的首地址。
我们已经知道，指针的值就是指针指向的地址，在 32 位程序中，
指针的值其实是一个 32 位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值
直接赋给指针呢？就象下面的语句：

unsigned int a;
TYPE *ptr;
//TYPE 是 int，char 或结构类型等等类型。
a=20345686;
ptr=20345686;
//我们的目的是要使指针 ptr 指向地址 20345686
ptr=a;
//我们的目的是要使指针 ptr 指向地址 20345686
编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能
达到了吗？不，还有办法：
unsigned int a;
TYPE *ptr;
//TYPE 是 int，char 或结构类型等等类型。
a=N
//N 必须代表一个合法的地址；
ptr=(TYPE*)a；
//呵呵，这就可以了。

严格说来这里的(TYPE *)和指针类型转换中的(TYPE *)还不一样。这里
的(TYPE*)的意思是把无符号整数 a 的值当作一个地址来看待。上面强
调了 a 的值必须代表一个合法的地址，否则的话，在你使用 ptr 的时候，
就会出现非法操作错误。
想想能不能反过来，把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取
出来。完全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出
来，然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针：
例十七：

int a=123,b;
int *ptr=&a;
char *str;
b=(int)ptr;
//把指针 ptr 的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b;
//把这个整数的值当作一个地址赋给指针 str。

现在我们已经知道了，可以把指针的值当作一个整数取出来，也可
以把一个整数值当作地址赋给一个指针。

指针的安全问题

看下面的例子：
例十八：

char s='a';
int *ptr;
ptr=(int*)&s;
*ptr=1298；

指针ptr是一个int*类型的指针，它指向的类型是int。它指向的地址就是s的首地址。在32位程序中，s占一个字节，int类型占四个字节。最后一条语句不但改变了s所占的一个字节，还把和s相临的高地址方向的三个字节也改变了。这三个字节是干什么的？只有编译程序知道，而写程序的人是不太可能知道的。也许这三个字节里存储了非常重要的数据，也许这三个字节里正好是程序的一条代码，而由于你对指针的马虎应用，这三个字节的值被改变了！这会造成崩溃性的错误。
让我们再来看一例：
例十九：

char a;
int *ptr=&a;
ptr++;
*ptr=115;

该例子完全可以通过编译，并能执行。但是看到没有？第3句对指针ptr进行自加1运算后，ptr指向了和整形变量a相邻的高地址方向
的一块存储区。这块存储区里是什么？我们不知道。有可能它是一个非常重要的数据，甚至可能是一条代码。而第4句竟然往这片存储区里写入一个数据！这是严重的错误。所以在使用指针时，程序员心里必须非常清楚：我的指针究竟指向了哪里。在用指针访问数组的时候，也要注意不要超出数组的低端和高端界限，否则也会造成类似的错误。在指针的强制类型转换：ptr1=(TYPE*)ptr2中，如果sizeof(ptr2的类型)大于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区 时是安全的。如 果sizeof(ptr2的类型)小 于sizeof(ptr1的类型)，那么在使用指针ptr1来访问ptr2所指向的存储区时是不安全的。至于为什么，读者结合例十八来想一想，应该会明白的。

结束语