C指针3：指针变量的运算

由上节介绍我们知道，通过指针可以修改内存上的数据，并进一步可以交换数据。这种操作实际上也是在对地址进行操作运算。具体怎么实现指针变量的元素呢？为什么能实现指针变量的运算呢？

因为指针变量保存的是地址，而地址本质上是一个整数，所以指针变量可以进行部分运算，例如加法、减法、比较等。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int    a = 8, *pa = &a, *paa = &a;double b = 70.3, *pb = &b;char   c = '#', *pc = &c;//最初的值----打印地址cout << "---打印最初的7个地址---" << endl;printf("&a=%#X, &b=%#X, &c=%#X\n", &a, &b, &c);printf("pa=%#X, paa=%#X,pb=%#X, pc=%#X\n", pa, paa, pb, pc);//pa和paa地址一样，因为都是指向a。//------------打印数据cout << "---打印最初的7个数据---" << endl;cout << a <<" , "<< b << " , " << c << endl;cout << *pa << " , " << *paa << " , " << *pb << " , " << *pc << endl;//*pa和*paa数据一样，因为都是指向a。//加法运算----打印地址pa++; pb++; pc++;cout << "---打印加法后的7个地址---" << endl;printf("&a=%#X, &b=%#X, &c=%#X\n", &a, &b, &c);printf("pa=%#X, paa=%#X,pb=%#X, pc=%#X\n", pa, paa, pb, pc);//------------打印数据cout << "---打印加法后的7个数据---" << endl;cout << a << " , " << b << " , " << c << endl;cout << *pa << " , " << *paa << " , " << *pb << " , " << *pc << endl;//减法运算---打印地址pa -= 2; pb -= 2; pc -= 2;cout << "---打印减法后的7个地址---" << endl;printf("&a=%#X, &b=%#X, &c=%#X\n", &a, &b, &c);printf("pa=%#X, paa=%#X,pb=%#X, pc=%#X\n", pa, paa, pb, pc);//------------打印数据cout << "---打印减法后的7个数据---" << endl;cout << a << " , " << b << " , " << c << " , " << endl;cout << *pa << " , " << *paa << " , " << *pb << " , " << *pc << endl;//比较运算-----打印数据if (pa == paa){printf("%d\n", *paa);cout << *paa << endl;}else{printf("%d\n", *pa);cout <<"不相等"<< *pa << endl;}return 0;
}

结果展示：

pa执行++之后，因为pa指向的是int型所以地址加4，pa此时指向了新的地址，至于新地址里边是什么数据我们没有对他进行赋值，所以不能操作极其危险，此时系统里边存的是1，所以就给我们1，至于为什么是1，我们不知道。

有上述代码可以看出：指针变量除了可以参与加减运算，还可以参与比较运算。当对指针变量进行比较运算时，比较的是指针变量本身的值，也就是数据的地址。如果地址相等，那么两个指针就指向同一份数据，否则就指向不同的数据。

从运算结果可以看出：pa、pb、pc 每次加 1，它们的地址分别增加 4、8、1，正好是 int、double、char 类型的长度；减 2 时，地址分别减少 8、16、2，正好是 int、double、char 类型长度的 2 倍。
这很奇怪，指针变量加减运算的结果跟数据类型的长度有关，而不是简单地加 1 或减 1，这是为什么呢？

以 a 和 pa 为例，a 的类型为 int，占用 4 个字节，pa 是指向 a 的指针，如下图所示：

刚开始的时候，pa 指向 a 的开头，通过 *pa 读取数据时，从 pa 指向的位置向后移动 4 个字节，把这 4 个字节的内容作为要获取的数据，这 4 个字节也正好是变量 a 占用的内存。

如果pa++;使得地址加 1 的话，就会变成如下图所示的指向关系：

这个时候 pa 指向整数 a 的中间，*pa 使用的是红色虚线画出的 4 个字节，其中前 3 个是变量 a 的，后面 1 个是其它数据的，把它们“搅和”在一起显然没有实际的意义，取得的数据也会非常怪异。

如果pa++;使得地址加 4 的话，正好能够完全跳过整数 a，指向它后面的内存，如下图所示：

我们知道，数组中的所有元素在内存中是连续排列的，如果一个指针指向了数组中的某个元素，那么加 1 就表示指向下一个元素，减 1 就表示指向上一个元素，这样指针的加减运算就具有了现实的意义。

不过C语言并没有规定变量的存储方式，如果连续定义多个变量，它们有可能是挨着的，也有可能是分散的，这取决于变量的类型、编译器的实现以及具体的编译模式，所以对于指向普通变量的指针，我们往往不进行加减运算，虽然编译器并不会报错，但这样做没有意义，因为不知道它后面指向的是什么数据。PS：警告读者不要尝试通过指针获取下一个变量的地址（因为你定义的几个变量他们可能并不挨着，它们中间还参杂了别的辅助数据）。

如上面的例子，在比较 pa 和 paa 的值时，pa 已经指向了 a 的上一份数据，所以它们不相等。而 a 的上一份数据又不知道是什么，所以会导致 printf() 输出一个没有意义的数，这正好印证了上面的观点，不要对指向普通变量的指针进行加减运算。

参考：C语言中文网

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