很多初学者第一次学 C 指针，卡住的并不是语法，而是不清楚“变量值”和“变量地址”到底是什么关系。本文按基础概念、与数组的联系、与函数的配合以及常见风险几部分重组内容，把容易混淆的几组概念放在一起讲清，读完后你可以更快判断一段指针代码到底在访问值、传地址，还是在跨类型移动内存。

指针基础：先分清地址、取址和解引用

变量在 C 语言里至少有两种访问方式：

• 直接访问：通过变量名访问
• 间接访问：通过指针访问

什么是指针

用于专门存储地址的变量，就是指针变量，通常简称为指针。

系统位数不同，地址长度也不同：

• 64 位系统使用 64 位表示地址，所以指针通常占用 8 字节
• 32 位系统使用 32 位表示地址，所以指针通常占用 4 字节

指针怎么定义

一般格式如下：

数据类型 *标识符 = 地址;
int * num = &a;

下面几种写法都合法，本质没有区别：

int * num = &a;
int* num = &a;
int *num = &a;

`&` 和 `*` 分别表示什么

• & 是取地址运算符
• * 是取值运算符，也叫解引用，用来取出指针所指向地址中的数据

int a = 1;
int * num = &a;
printf("%d", *num);

这里 num 保存的是 a 的地址，而 *num 取出的才是这个地址里存放的值，也就是 1。

指针运算：移动的不是 1 字节，而是一个数据单位

指针加减

指针和整数做加减，不是简单地按字节加 1、减 1，而是按“当前指针类型对应的数据单位”移动。

例如：

int *p = &a;

如果 int 占 4 字节，那么 p+1 表示地址加 4，p-1 表示地址减 4。

同类型指针相减

两个同类型指针相减，结果表示它们之间相差多少个同类型数据单位，而不是单纯差了多少字节。

• 高位地址减去低位地址，结果为正
• 低位地址减去高位地址，结果为负

这类结果的类型是 ptrdiff_t，它是有符号整数类型，格式化输出占位符是 %td。

指针比较

指针比较本质上是比较地址大小，返回的是 int 类型结果，通常为 1 或 0。

指针和数组：最容易混，但也最值得搞懂

数组名为什么常被当成指针用

数组名在大多数情况下会隐式转换为第一个元素的指针，只有在 sizeof 这种场景下不会发生这种转换。因此它看起来很像指针，也拥有指针的大部分行为。

例如：

arr[i] 其实就是 *(arr+i) 的语法糖。

但数组名和普通指针依然有两个关键区别：

• 数组名是标识符常量，不能改指向；指针变量可以重新赋值
• sizeof 数组名 得到的是整个数组大小；sizeof 指针 得到的是指针本身大小

#include 

int print(int arr[]) // 形参也为地址！
{
    printf("%zun", sizeof arr); // 8
}

int main()
{
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    int (*p)[3] = arr;

    printf("%zun", sizeof arr); // 12
    printf("%pn", arr); // 地址
    printf("%pn", p);   // 地址

    return 0;
}

这个例子里，main 中的 sizeof arr 是整个数组大小；但作为函数参数传入后，arr[] 实际已经退化成地址，所以 sizeof arr 看到的是指针大小。

指针数组和数组指针别混淆

指针数组，是“数组”，里面的每个元素都是指针：

数据类型 *指针数组名[长度];
int *arr[3] = {&a, &b, &c};

数组指针，是“指针”，它指向的是整个数组：

数据类型 (*数组指针名)[长度];
int (*p)[3] = &arr;

这里要特别注意：数组指针指向的是整个数组地址，不是首元素地址。所以上面这个 p 的一个单位长度是整个数组大小；若数组共占 12 字节，那么 p+1 就表示地址加 12。

字符指针的特点

字符指针常用于处理字符和字符串：

char * pStr = "hello tom";

指向字符串字面量常量的字符指针，有几个常见特点：

• 相对字符数组名，字符指针本身可以改为指向新的字符串
• 不能通过下标去修改某个字符
• 字符指针不能直接接收 scanf 输入的字符串

一张表看懂 arr、ptr 和 arr_ptr

int arr[5] = {10,20,30,40,50};   // arr 数组名
int * ptr = arr;                 // ptr 显式定义的首元素指针
int (*arr_ptr)[5] = &arr;         // arr_ptr 是数组指针

指针和函数：参数、返回值与回调分别是什么关系

指针传递

如果函数参数传的是普通非地址类型，那么实参会把值拷贝给形参，函数内外是两份独立数据。

如果传的是地址类型，那么函数内部修改该地址对应的数据，函数外部也会受到影响。

void fn(int arr[]); // arr 为地址

这也是为什么数组作为函数参数时，看起来写的是数组，实际上传进来的仍然是地址。

指针函数

如果一个函数的返回值是指针，这种函数就叫指针函数。

char * strlong(char *str1, char *str2)
{
    if (strlen(str1) >= strlen(str2))
    {
        return str1;
    }
    else
    {
        return str2;
    }
}

这里返回的是传入字符串地址中的一个。需要注意的是，指针函数不能返回局部变量的地址，因为函数结束后局部变量就销毁了；如果确实需要保留，可以返回静态局部变量的地址。

函数指针

函数指针本身是一个指针，只不过它指向的是函数。

函数名、&函数名、*函数名 都可以获取函数代码地址，也都可以用于调用。

返回类型 (*函数指针名)(参数列表);
int max()
{
    ...
}

int (*p)(int, int) = &max;
...
max(); *max(); &max();
p(); *p();

回调函数

函数指针还能作为另一个函数的参数使用，这就是回调函数最典型的形式。

void initArray(int *array, int arraySize, int (*f)())
{
    for (int i = 0; i < arraySize; i++)
    {
        array[i] = f();
    }
}

int main()
{
    int myarray[10];
    // rand 是系统函数，会返回一个随机整数，位于  标准库中
    initArray(myarray, 10, rand);
}

这个例子中，initArray 不关心数据具体怎么产生，它只负责逐个调用传入的函数 f，把结果写入数组。

指针常量和常量指针

这两个名字很像，但限制对象不同。

指针常量：指针本身不能改。

int * const num = &a;

常量指针：通过该指针不能修改它指向的数据。

const int * num = &b; // b 可以不是常量，但通过 num 不能修改
int const * num = &c;

多级指针、空指针和野指针：最后要避开的坑

多级指针

多级指针就是“指向指针的指针”。数组指针、二维数组相关写法里，经常会遇到这种思路。

int *p = #
int **p2 = &p;

空指针

• 被赋值为 NULL 的指针称为空指针
• NULL 是标准库中定义的值为 0 的宏常量
• 声明指针变量时，如果暂时没有明确地址，先赋值为 NULL 是较好的编程习惯
• 空指针不能被解引用

int *p = NULL;

野指针

野指针是指指针指向的位置不可知，继续使用会有很高风险。

常见原因主要有三类：

• 指针没有初始化
• 指针越界
• 指向已经失效的内存空间，比如函数调用结束后局部变量被销毁

指针声明速查