C 语言指针

指针（pointer）是 C 语言中用于表示内存地址的一类变量。通过指针可以间接访问与修改数据、实现动态内存管理、将数组与函数参数高效串联，并作为链表、树等数据结构的基础。本节介绍指针的含义、取地址与解引用，以及若干常见指针类别与使用注意点。

指针的含义

程序运行时的内存由连续地址编号的存储单元组成。普通变量保存的是值；指针变量保存的是某个对象所在单元的地址，即“指向”该对象。

声明指针时在类型后加 *：

int var = 10;
int *ptr = &var;

printf("%p\n", (void *)ptr);   /* 打印地址 */
printf("%d\n", *ptr);          /* 解引用，得到 10 */

• 取地址运算符 &：&var 得到 var 的地址，可赋给同类型指针。指针声明后应初始化，若暂不使用可赋为 NULL。
• 解引用运算符 *：在表达式中对指针使用 * 表示访问其所指对象。声明中的 * 表示该标识符是指针类型，与表达式中的解引用含义不同。

打印地址应使用格式符 %p，并将指针转换为 void *；用 %d 打印指针属于未定义行为。

通过指针修改所指对象

int a = 1;
int *pointer_to_a = &a;

a += 1;
*pointer_to_a += 1;

printf("a 现在等于 %d\n", a);   /* 3 */

*pointer_to_a += 1 修改的是指针所指的整型对象，与直接对 a 自增效果相同。这也是在函数中通过指针形参修改调用方变量的基础，详见按地址传参一节。

字符串与字符指针

字符串章节中的 const char *name = "John"; 可理解为：在只读存储区存放字符序列，栈上的指针变量 name 保存首字符的地址，随后通过 \0 判断结束。字符指针因此常用于遍历与传递字符串。

指针与下标的关系

数组元素的下标访问与指针算术、解引用可以对应：

char vowels[] = {'A', 'E', 'I', 'O', 'U'};
char *pv = vowels;

vowels[0];
*(pv + 0);
printf("%c\n", *pv);   /* A */

vowels[i] 与 *(vowels + i) 在常见情形下等价。数组名与指针的差异将在指针与数组中进一步说明。

指针的大小

指针变量所占字节数由运行环境决定，与所指类型无关：

int *ptr1;
char *ptr2;
printf("%zu\n", sizeof(ptr1));
printf("%zu\n", sizeof(ptr2));

同一平台上各类指针大小通常相同，因其保存的都是地址。

几类需区分的指针

• 空指针 NULL：不指向有效对象；使用前宜判空。
• void *：可保存任意类型对象的地址，解引用前须转换为具体类型，见void 指针。
• 未初始化指针：指向不确定地址，解引用属于未定义行为；声明后应赋有效地址或 NULL。
• 悬垂指针：所指内存已释放仍继续使用时产生；free 后宜将指针置为 NULL。

使用指针的利弊

指针支持动态内存、高效遍历数组与结构体、实现复杂数据结构；若管理不当，可能出现越界访问、悬垂引用或内存泄漏。应养成初始化、边界检查、配对 malloc/free 等习惯。

本节说明了指针存地址、& 取地址、* 解引用的基本规则。下一节讨论指针与数组的关系。