指针是C语言的灵魂，涉及编程应用无处不在。同时它也是C语言程序难读、难理解的地方，在此结合自己的应用体会，本章特别将C语言的指针知识进行要点总结。

一、指针是什么

指针就是内存地址。

哪怕是定义再复杂的指针，最终它的含义都只有这点，无它。

那为什么叫指针呢？这是因为，计算机内存中每个地址都会存放数据，所以逻辑意义上讲就是一个地址始终指向了一个内存单元。根据人们的感官意识，就把这个地址数据叫指针。我画个图就能说明一切：

所以，在32位的系统中，指针最终的结果无非就是一个32位的数字:0x_XXXX_XXXX。

二、指针总结

（一） 指针类型

1.普通指针

既然指针是一个32位的数字，那就应该属于“int”类型啊，那怎么会有很多种指针类型呢？这其实是C语言编译器的聪明之处，它把指针这个32位的地址数据，做了一个上层的抽象优化，它使得用指针的人在编程应用的时候变得非常的方便。

比如，现在有个10个数字，它们的数据范围都在0-255范围内，那我们只需分配10个字节的内存单元就可以了。如果从内存0x0000_1000地址开始，那结束地址应该是0x0000_1009。那我现在如果要得到第n个数字的内存地址，计算方法是：0x0000_1000+n。

但是，如果这10个数字是int类型的，那么我们就需要4*10个字节来存放，现在要得到第n个数字的内存地址，计算方法是：0x0000_1000+n*4。

进一步，如果这10个存储的对象是自定义数据类型，每个对象的长度是m字节，现在要得到第n个数字的内存地址，计算方法是：0x0000_1000+n*m。

这样一来，计算过程就会很复杂，因为你必须时刻要搞清楚每个储存对象的类型是什么，才能知道每单元存储对象的字节空间。

所以，C语言就干脆规定：你必须先定义好存储对象的数据类型是什么？也即用一段连续的内存是用来存储的是什么数据类型，那么这段内存地址就叫该数据类型的指针。比如前面的10个对象，我们首先定义它们存储的对象是int类型，首地址用指针来定义就是:

int *p=(int *) 0x0000_1000;

那现在要得到第n个对象的内存地址，就不用再考虑对象每个单元的长度了，直接计算出：

p+n。

而且每当出现类似p++的时候，p的值就不是简单+1，而是 p=p+sizeof(指向的数据类型)。

稍微解释下，就是定义某种类型指针的固定方法是：在此数据类型变量定义方法定义出来的变量前面加一个标记*号即可。比如定义一个int类型数据类型变量是: int p;那现在只需要在变量p前面加一个*就OK。

接着说：(int *) 0x0000_1000;

由于C语言规定，变量赋值必须要保证是相同类型。因此p已经定定义成了指针，那么等号右边的也必须是同等类型的变量。由于0x0000_1000是个立即数，它不属于任何类型的变量，因此我们首先必须把它进行强制转换。强制转换成指向int型的指针需要用：(int *) 。

所以当你再次看到这样初始化指针的时候，就不会感到奇怪和陌生了：

struct mydefine *point=(struct mydefine *) address;

mydefine是我们自定义的一种数据类型，指向它的指针定义和初始化与前面的int型指针并无差异。

2.函数指针

如果说普通变量型指针是内存地址还可以理解的话，那指向函数的指针怎么理解呢？难道函数也会有内存地址吗？是的！我们来看一下C语言程序的运行过程就明白了。

比如以下求和函数：

int d;
d=add(1,2);int add(int a,int b)
{
int  c;
c=a+b;
return c;
}

它经过编译之后，会变成如下格式的汇编程序:

pop 2
pop 1
call  addadd:
mov  eax,[esp+8]
add  eax,[esp+4]    ;eax作为函数调用返回值
ret

可以看到，C语言函数调用在经过汇编之后，就变成了过程调用，汇编程序中每个过程都会有一个标号，具体到上面的汇编程序就是：call 函数标号(add)。而这个函数标号最终在生产机器代码的时候，其实就是一个偏移值。所以C语言的函数指针就相当于汇编程序中的标号偏移，每个C函数经链接程序生成完整的机器代码后，对应的标号偏移其实就是一个逻辑意义上个的内存地址（它是一个相对偏移量的内存地址而不是绝对物理地址），可以表征函数放置在内存中的位置。

函数指针的定义比较特别：函数返回值类型 (* 指针变量名) (函数参数列表);它其实就是将普通“函数声明”中的“函数名”改成“（*指针变量名）”。

如 int (*p)(int, int); 代表含义：定义了一个指针变量 p，该指针变量可以指向返回值类型为 int 型，且有两个整型参数的函数。p 的类型为 int (*)(int，int)。

当定义了这个函数指针p之后，就可以用一个对应的真实函数来对它进行赋值，那么这个p就将取得这个真实函数的首地址，进而指向了具体的函数，后面对这个函数的任何调用都可以通过*p()来运行。

那么，究竟函数指针有什么用呢？一般初级编程者很少用到。函数指针由于指向的是函数，因此它最大的应用之处在于可以作为函数的参数：也即一个把函数本身作为目标函数的参数。

比如，我们有这样一个需求：写出一个函数destfunc，要求是当某值select=1时需执行函数：function1，否则需执行函数：function2。普通编写逻辑应该如下：

destfunc(1);/*调用*/void destfunc(char select)
{ if (select==1){  funciton1();}else {  funciton2();}
}void funciton1(void)
{ ...}void funciton2(void)
{ ...}

我们可以进一步优化这种写法，即把函数本身当成参数，由于函数本身是一长串可执行代码，因此要把它做为参数，就只有用各自的指针来引用：

void  (*funcp1)(void);
void  (*funcp2)(void); funcp1=&funciton1;
funcp2=&funciton2;destfunc(1,funcp1,funcp2);/*调用*/void destfunc(char select,void  (*)(void) funcp1,void  (*)(void) funcp2)
{ if (select==1){  *funcp1();}else {  *funcp2();}
}

或者这种方式应该也行：

void  (*funcp1)(void);
void  (*funcp2)(void); funcp1=funciton1;
funcp2=funciton2;destfunc(1,funcp1,funcp2);/*调用*/void destfunc(char select,void  (*)(void) funcp1,void  (*)(void) funcp2)
{ if (select==1){  funcp1();}else {  funcp2();}
}

请注意写法有点复杂，再次感叹，C语言最大的问题就是相当的绕......为此，我们只有想办法尽量把程序写得不那么绕，用typedef可以把上面的程序格式进行优化：

typedef int (*func_point)(void);func_point  funcp1=funciton1;
func_point  funcp2=funciton2;destfunc(1,funcp11,funcp2);   /*调用*/void destfunc(char select,func_point fp1,func_point fp2)
{ if (select==1){  fp1();}else {  fp2();}
}void funciton1(void)
{ ...}void funciton2(void)
{ ...}

函数指针对于功能相近、但是有细微差别的函数区分调用十分有用。下面我们来看一个非常经典的案例：根据函数指针变量operation指向不同的运算函数可实现加法运算、减法运算、乘法运算、除法运算。

设计如下函数：

int calculate(int a, int b, fun_t operation)
{int result;result = operation(a, b); // 运算return result;
}

其中，fun_t是一个函数指针，其定义为：

typedef int (*fun_t)(int, int);

该函数指针fun_t指向一个带两个int类型的形参、int类型的返回值的函数。使用关键字typedef对int (*)(int, int)进行重命名（封装）为fun_t。

最终，函数指针变量operation调用不同函数的实现方法如下，可以看到函数名本身就是一个指向自己的指针。

int main(void)
{int result;int a = 192, b = 48;/* 两个数相加的操作 */result = calculate(a, b, add2);printf("加法运算: %d+%d = %dn",a, b, result);/* 两个数相减的操作 */result = calculate(a, b, sub2);printf("减法运算: %d-%d = %dn",a, b, result);/* 两个数相乘的操作 */result = calculate(a, b, mul2);printf("乘法运算: %d*%d = %dn",a, b, result);/* 两个数相除的操作 */result = calculate(a, b, div2);printf("除法运算: %d/%d = %dn",a, b, result);return 0;
}

实现运算的4个函数很简单，如下。这些函数就具备功能相近、但是有细微差别的特征。

int add2(int a, int b)
{return a+b;
}int sub2(int a, int b)
{return a-b;
}int mul2(int a, int b)
{return a*b;
}int div2(int a, int b)
{return a/b;
}

函数指针中，还有一个大名鼎鼎的应用：回调函数。

3.指针函数

既然指针是一种数据类型，那么就可以用函数来对它进行返回，包括上面的指向函数的指针。指针函数的定义格式就相当简单了，和指针变量一样，就是在普通函数基础上加一个*符号。

int *p(int, int);

所以，你现在应该能搞清楚这两者之间的区别了：
int (*p)(int, int) VS int *p(int, int)

但是说实话，这种极其细微的语法方式会带来这么大的区别，编程者很容易忘记和混淆。所以，这也是C语言这方面不友好的地方。

（二） 多重指针

前面说到定义某种类型指针的固定方法是：在此数据类型变量定义方法定义出来的变量前面加一个标记*号即可。最重要的是，这个方法可以扩展，而且能扩展到你哭为止：

比如现在p已经是一个int型指针变量，定义该变量的方式是int *p。那么我们再定义一个指向“int型指针”类型的指针，继续使用老方法---在此数据类型变量定义方法定义出来的变量前面加一个标记号: int **p。这个时候，p变量就变成了传说中的指向指针的指针。

还没有完，继续用这种方法往下扩展：int ***p，对它可以叫做"指向指针的指针的指针"。其实也没有必要那么复杂，就叫指向指针的指针就可以了：int ***p这种方式是只是在炫技，从实际应用上讲它没有太大意义，因为就用int **p就已经可以表示指向指针的指针了。

指针这样无限拓展下去，就会变成如下逻辑结构：

（三） 指针数组

指针只是一种数据类型而已，C语言中同种类型的数据就可以组成数组。而数组在内存中和上面的链表不同，它是连续分配空间的：

定义指针数组也是在传统数组的基础上加一个*符号：

int *p[10];