一、变量的地址

内存变量简称变量，在C语言中，每定义一个变量，系统就会给变量分配一块内存，而内存是有地址的。如果把计算机的内存区域比喻成一个大宾馆，每块内存的地址就像宾馆房间的编号。

C语言采用运算符&来获取变量的地址。请看下面的示例。

示例（book50.c）

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/*
 * 程序名：book50.c，此程序用于演示获取变量的地址
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 

int main() 
{ 
  int    ii=10;
  char   cc='A';
  double dd=100.56;

  printf("变量ii的地址是：%p\n",&ii);
  printf("变量cc的地址是：%p\n",&cc);
  printf("变量dd的地址是：%p\n",&dd);

  return 0;
}

运行效果

在这里插入图片描述

注意：

1）在printf函数中，输出内存地址的格式控制符是%p，地址采用十六进制的数字显示。

2）book50程序运行了两次，每次输出的结果不一样，原因很简单，程序每次运行的时候，向系统申请内存，系统随机分配内存，就像您去宾馆开房，如果您不提前预约指定房号，每次得到的房间编号大概率不会相同。

二、指针

指针是一种特别变量，全称是指针变量，专用于存放其它变量在内存中的地址编号，指针在使用之前要先声明，语法是：

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datatype *varname;

datatype 是指针的基类型，它必须是一个有效的C数据类型（int、char、double或其它自定义的数据类型），varname 是指针的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个场景中，星号是用来表示这个变量是指针。以下是有效的指针声明：

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int     *ip;    // 一个整型的指针
char    *cp;   // 一个字符型的指针
double *dp;   // 一个 double 型的指针

三、对指针赋值

不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型的内存变量，它的地址都是一个十六进制数，可以理解为内存单元的编号。我们用整数型指针存放整数型变量的地址；用字符型指针存放字符型变量的地址；用双精度型指针存放双精度型变量的地址，用自定义数据类型指针存放自定义数据类型变量的地址。

把指针指向具体的内存变量的地址，就是对指针赋值。

示例book51.c

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/*
 * 程序名：book51.c，此程序用于演示指针变量
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 

int main() 
{ 
  int    ii=10;
  char   cc='A';
  double dd=100.56;

  int    *pii=0;  // 定义整数型指针并初始化
  char   *pcc=0;  // 定义字符型指针并初始化
  double *pdd=0;  // 定义双精度型指针并初始化

  pii=&ii;  // 数型指针并指向变量ii
  pcc=&cc;  // 字符型指针并指向变量cc
  pdd=&dd;  // 双精度型指针并指向变量dd
  
  // 输出指针变量的值
  printf("pii的值是：%p\n",pii);
  printf("pcc的值是：%p\n",pcc);
  printf("pdd的值是：%p\n",pdd);
}

运行效果

在这里插入图片描述

四、通过指针操作内存变量

定义了指针变量，并指向了内存变量的地址，就可以通过指针来操作内存变量（在指针前加星号*），效果与使用变量名相同。

示例（book52.c）

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/*
 * 程序名：book52.c，此程序演示指针的使用。
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>

int main()
{
  int    ii=10;

  int    *pii=0;  // 定义整数型指针并初始化

  pii=&ii;  // 数型指针指向变量ii

  // 通过指针操作内存变量，改变内存变量的值
  *pii=20;    // 同ii=20;

  printf("pii的值是：%p\n",pii);
  printf("*pii的值是：%d\n",*pii);
  printf("ii的值是：%d\n",ii);
}

运行效果

在这里插入图片描述

五、再来讨论函数的参数传递

在我们之前讲的函数的参数章节中，book49.c演示了函数的参数传递，主程序调用funcld函数的时候，传递的是变量的值，现在把它修改一下。

示例（book55.c）

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/*
 * 程序名：book55.c，此程序演示函数参数的传递和指针
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h> 

// 声明funcld函数，p是一个指针变量
void funcld(int *p);   

int main() 
{ 
  int a=10;

  printf("位置一：a是一个变量，变量的地址是%p，a的值是 %d\n",&a,a);
  funcld(&a);   // 调用函数，传递变量a的地址的值
  printf("位置二：a是一个变量，变量的地址是%p，a的值是 %d\n",&a,a);
}

void funcld(int *p)
{
  printf("位置三：p是一个指针 %p, 指向的内存的地址是 %d\n",p,*p);
  *p=20;   
  printf("位置四：p是一个指针 %p, 指向的内存的地址是 %d\n",p,*p);
}

运行效果

在这里插入图片描述

book55.c演示了函数参数和指针的使用，主程序把变量a的地址传递给函数funcld，funcld函数的参数p是一个指针，接存放变量a的地址。在函数funcld中，根据指针中的地址直接操作内存，从而修改了主程序中变量a的值。

我们已经使用scanf函数很多次了，调用scanf函数的时候，需要在变量前面加符号&，其实就是把变量的地址传给scanf函数，scanf函数根据传进去的地址直接操作内存，改变内存中的值，完成了对变量的赋值。

六、空指针

空指针就是说指针没有指向任何内存变量，指针的值是空，所以不能操作内存，否则可能会引起程序的崩溃。

示例（book56.c）

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/*
 * 程序名：book56.c，此程序演示操作空指针引起程序的崩溃
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>

int main()
{
  int *pi=0;  // 定义一个指针

  printf("pi的值是 %p\n",pi);

  *pi=10;  // 试图对空指针进行赋值操作，必将引起程序的崩溃

  return 0;
}

运行效果

在这里插入图片描述

段错误（Core Dump），就是程序崩溃掉了。

七、数组的地址

在C语言中，数组占用的内存空间是连续的，数组名是数组元素的首地址，也是数组的地址。

示例（book57.c）

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/*
 * 程序名：book57.c，此程序数组的地址
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
  char name[51];
  strcpy(name,"C语言技术网(www.freecplus.net)");

  printf("%p\n",name);
  printf("%p\n",&name);
  printf("%p\n",&name[0]);

  printf("%s\n",name);
  printf("%s\n",&name);
  printf("%s\n",&name[0]);
}

运行效果

在这里插入图片描述

从以上的示例可以看出，数组名、对数组取地址和数组元素的首地址是同一回事。在应用开发中，程序员一般用数组名，书写最简单。

八、地址的运算

地址可以用加（+）和减（-）来运算，加1表示下一个存储单元的地址，减1表示上一个存储单元的地址，一般情况下，地址的运算适用于数组，对单个变量的地址运算没有意义。

示例（book58.c）

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/*
 * 程序名：book58.c，此程序演示地址的运算。
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>

int main()
{
  char   cc[4];   // 字符数组
  int    ii[4];   // 整数数组
  double dd[4];   // 浮点数组

  // 用地址相加的方式显示数组全部元素的的址
  printf("%p %p %p %p\n",cc,cc+1,cc+2,cc+3);
  printf("%p %p %p %p\n",ii,ii+1,ii+2,ii+3);
  printf("%p %p %p %p\n",dd,dd+1,dd+2,dd+3);
}

运行效果

在这里插入图片描述

大家请注意，第一行输出的每个地址的增量是1，第二行的每个地址的增量是4，第三行的每个地址的增量是8，为什么会这样？因为数组cc是char型，一个存储单元是1个字节，数组ii是int型，一个存储单元是4个字节，数组ll是long型，一个存储单元是8个字节，地址加1指的是下一个存储单元，不是数学意义中的1。

在应用开发中，地址的运算很重要，主要用于字符串操作，在以后的字符串章节中我将详细介绍。

九、指针占用内存情况

指针也是一种内存变量，是内存变量就要占用内存空间，在C语言中，任何类型的指针占用8字节的内存（32位操作系统4字节）。

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printf("sizeof(int *) is %d.\n",sizeof(int *));        // 输出：sizeof(int *) is 8
printf("sizeof(char *) is %d.\n",sizeof(char *));      // 输出：sizeof(char *) is 8
printf("sizeof(double *) is %d.\n",sizeof(double *));  // 输出：sizeof(double *) is 8

输出的结果都是8。

十、指针的其它知识

本章节介绍的知识已经包括了指针99%的用法，还有一些的知识点如指针的指针、函数指针等，这些概念难以理解，应用场景极少。学习的方法应该是循序渐进，等功力增长之后，那些复杂的概念其实也很容易。如果在这里就把人搞晕了，就没办法继续学习下去。

十一、小结

操作变量可以用变量名，也可以用变量的地址。

指针用一句话可以概括，就是用来存放变量的地址，是一种中间状态的变量。

变量的地址是变量的地址，指针是指针，地址和指针之间的关系像水与水桶的关系，表达的时候要严谨一些，不要把地址说成指针，也不要把指针说成地址。

指针就这么简单，您自己不要把自己晕了就行。

十二、课后作业

1、编写示例程序，把本章节的知识全部演示一遍，必须充分理解每一个细节，指针对C/C++程序员极其重要，没有指针，程序没法写。

2、系统会为变量分配内存，也会为常量分配内存，有内存就有地址，试试以下代码，如果不能理解就跳过。

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char *pstr="西施";
printf("pstr=%p\n",pstr);
printf("pstr=%s\n",pstr);     // 不会出现段错误（Core dump）
strcpy(pstr,"杨玉环");          // 会出现段错误（Core dump）

十三、版权声明

C语言技术网原创文章，转载请说明文章的来源、作者和原文的链接。
来源：C语言技术网（www.freecplus.net）
作者：码农有道