地址#

我们可以把计算机的内存看作是一条长街上的一排房屋。每座房子都可以容纳数据，并通过一个房号来标识。如图：

但计算机的内存由数以亿万计的位（bit）组成，每个位只可以容纳值 0 或 1，所以单独的位用处不大，通常许多位合成一组作为一个单位，这样就可以存储范围较大的值。

地址具有这样的性质：

1．内存中的每个位置由一个独一无二的地址标识。

2．内存中的每个位置都包含一个值。

我们硬件上本质就是访问地址，只是在编程语言中，我们使用变量来标记这些地址，然后编译器帮助翻译为计算机的地址。

指针#

在计算机中，地址我们使用指针来存储，指针也就是内存地址，指针变量是用来存放内存地址的变量。

而指针变量的本质：把一个变量所在的内存单元的地址保存在另外一个内存单元中，保存地址的这个内存单元称为指针，通过指针和间接寻址访问变量，这种指针在 C 语言中可以用一个指针类型的变量表示。

像其他变量或常量一样，必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明，例如：

1
int *a;

用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。

所有实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，对应指针的值的类型都是一样的，都是一个代表内存地址的长的 十六进制数。

不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

那指针变量和其他变量有什么区别呢？例如：

1
int i;
2
int *pi = &i;
3
char c;
4
char *pc = &c;

这几个变量的内存布局如下图所示，在初学阶段经常要借助于这样的图来理解指针。

这里的 & 是取地址运算符（Address Operator），&i 表示取变量 i 的地址，int *pi = &i; 表示定义一个指向 int 型的指针变量 pi，并用 i 的地址来初始化 pi。

关于取地址符之后会讲的。
那么我们可以把指针看成一种新的类型，要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容，这些在之后会讲：

1. 指针的类型
2. 指针所指向的类型
3. 指针的值或指针所指向的内存区
4. 指针变量的内容

指针的类型#

从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部分就是这个指针的类型。例如：

1
int *ptr;
2
char *ptr;
3
int **ptr;
4
int (*ptr)[3];
5
int *(*ptr)[4];

• 1、int *ptr; : 指针的类型是 int*
• 2、char *ptr; : 指针的类型是 char*
• 3、int **ptr; : 指针的类型是 int** // 此时这个 ** 为二重指针，之后在指针的指针位置有讲
• 4、int (*ptr)[3]; : 指针的类型是 int(*)[3]
• 5、int *(*ptr)[4]; : 指针的类型是 int*(*)[4]

所以简单来说就是去掉变量名的部分就是指针的类型。

大家也许会疑惑为什么这个指针的类型还包括了 *，我们接着看。

指针所指向的类型#

当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符 * 去掉，剩下的就是指针所指向的类型。

• 1、int *ptr; : 指针所指向的类型是 int
• 2、char *ptr; : 指针所指向的类型是 char
• 3、int **ptr; : 指针所指向的类型是 int*
• 4、int (*ptr)[3]; : 指针所指向的类型是 int()[3]
• 5、int *(*ptr)[4]; : 指针所指向的类型是 int*()[4]

简单来说就是指针的类型，再去掉 *。

指针的值#

指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址，而不是一个一般的数值。一般来说，指针的值是一个十六进制数。我们说一个指针的值是 XX，就相当于说该指针指向了以 XX 为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。

因此，为了得到正确的答案，对值进行正确的使用是非常重要的。

指针变量的内容#

指针存的是一串十六进制数，我们平常肯定不会想要去得到这些十六进制数，那我们该怎么识别它呢？

例如：

1
int a=100;
2
int *b;
3
b=&a;
4
int c;
5
c=*b;

此时 a=100 这是显而易见的，b 是一个整数型的指针变量，b 里存的是地址，故 b=a 的地址。而 c=*b，表示 c=b 地址代表的值。
这里就有两个运算符 & 和 * 的运用了，接下来我们就来讲这两个运算符。

指针 ± 整数#

标准定义这种形式 只能用于指向数组中某个元素的指针，数组中的元素存储于连续的内存位置中，后面元素的地址大于前面元素的地址。因此，我们很容易看出，对一个指针加 1 使它指向数组中下一个元素，加 5 使它向右移动 5 个元素的位置，依次类推。把一个指针减去 3 使它向左移动 3 个元素的位置。对整数进行扩展保证对指针执行加法运算能产生这种结果，而不管数组元素的长度如何。

同样的，我们有两个声明：

1
char ch = 'a';
2
char *cp = &ch;

指针 - 指针#

只有当两个指针都指向同一个数组中的元素时，才允许从一个指针减去另一个指针。

两个指针相减的结果的类型是 ptrdiff_t，它是一种有符号整数类型。减法运算的值是两个指针在内存中的距离（以数组元素的长度为单位，而不是以字节为单位），因为减法运算的结果将除以数组元素类型的长度。例如，如果 p1 指向 array[i] 而 p2 指向 array[j]，那么 p2-p1 的值就是 j-i 的值。

当它作用于其他的类型时，例如假定前图中数组元素的类型为 float，每个元素占据 4 个字节的内存空间。如果数组的起始位置为 1000，p1 的值是 1004，p2 的值是 1024，但表达式 p2-p1 的结果值将是 5，因为两个指针的差值（20）将除以每个元素的长度（4）。

如果两个指针所指向的不是同一个数组中的元素，那么它们之间相减的结果是未定义的。就像如果你把两个位于不同街道的房子的门牌号码相减不可能获得这两所房子间的房子数一样。程序员无从知道两个数组在内存中的相对位置，如果不知道这一点，两个指针之间的距离就毫无意义。

其他关系运算#

除了两种算术运算以外，我们可以使用关系运算，例如：
< <= > >=
用法没什么区别，就是是地址的运算而已。