指针是C语言中一个极其重要的概念，它让程序员能够直接操作内存，提高程序的效率和可扩展性。本文将精简地认识C语言中指针的基础概念，并为进阶认识打下基础。
1. 指针的概念
指针本质上是一个地址值（memory address）。它指向一块内存，该块内存中存放了一个值。从实际上看，指针是一个用来存放内存地址的变量。
2. 指针的声明
在C语言中，可以通过以下方式声明指针：
类型 *指针变量名;
例如：
int *p; // 声明一个指向int类型的指针
char *q; // 声明一个指向char类型的指针
3. 指针的基础操作
3.1 取地址操作符“&”
“&”用于取一个变量的内存地址：
int a = 10;
int *p = &a; // p将存放变量a的地址
3.2 指针解指操作符“*”
“*”用于通过指针取存放在指针所指向内存地址中的值：
int a = 10;
int *p = &a;
printf("%d\n", *p); // 输出10
3.3 修改指针所指向内存的值
通过“*”可以修改指针指向的内存中的值：
int a = 10;
int *p = &a;
*p = 20; // 修改a的值
printf("%d\n", a); // 输出20
4. 指针和数组
在C语言中，数组同样可以和指针配合使用：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr; // 指针指向数组的第一个元素
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", *(p + i)); // 通过指针查看数组元素
}
5. 指针和函数
指针可以指向一个函数，这种指针称为函数指针：
5.1 函数指针的声明
类型 (*函数指针名)(参数列表);
例如：
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int (*p)(int, int) = add; // 声明一个函数指针
printf("%d\n", p(3, 4)); // 通过函数指针调用函数
5.2 函数指针的应用
函数指针应用于多样化函数调用，如实现回调机制：
void callback(int (*func)(int, int), int x, int y) {
printf("Result: %d\n", func(x, y));
}
int multiply(int a, int b) {
return a * b;
}
int main() {
callback(add, 3, 5); // 传递add函数
callback(multiply, 3, 5); // 传递multiply函数
return 0;
}
6. 指针的高级应用
6.1 指针指向指针
指针可以指向另一个指针，称为指针指针：
int a = 10;
int *p = &a;
int **pp = &p; // pp指向p
printf("%d\n", **pp); // 通过pp读取a的值
6.2 动态内存分配
C语言提供了malloc和calloc等函数，用于动态分配内存：
int *p = (int *)malloc(sizeof(int) * 5); // 分配一个能存放5个int值的内存
if (p != NULL) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
p[i] = i * 10;
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", p[i]);
}
free(p); // 释放内存
}
7. 常见的指针错误
7.1 释放里存指针后再次访问
已释放内存的指针如果再次访问，将会导致不可预料的错误：
int *p = (int *)malloc(sizeof(int));
*p = 100;
free(p);
printf("%d\n", *p); // 错误！
7.2 重复释放内存
指针指向的内存不能重复释放：
int *p = (int *)malloc(sizeof(int));
free(p);
free(p); // 错误！
7.3 指针跳出合法范围
通过指针操作的范围必须是合法的，否则将导致错误：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;
for (int i = 0; i <= 5; i++) {
printf("%d ", *(p + i)); // 最后一步跳出合法范围
}
8. 结论
指针是C语言中极其强大的工具，它提供了直接操作内存的能力，但同时也增加了程序的处理复杂性和错误的可能性。通过熟练控制指针，稍微小心，能夠最大化地发挥它的优势，为程序的高效性和可扩展性拆胜。
