深入理解C语言指针奥秘系列文章之一 （2）

    来源：软件屋    作者：viphot

指针本身所占据的内存区

指针本身占了多大的内存？你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知道了。在32位平台里，指针本身占据了4个字节的长度。

指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式是否是左值时很有用。

指针的算术运算

指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的。例如：

例二：

1、chara[20]; 
2、int*ptr=a; 
   ... 
   ... 
3、ptr++;

在上例中，指针ptr的类型是int*,它指向的类型是int，它被初始化为指向整形变量a。接下来的第3句中，指针ptr被加了1，编译器是这样处理的：它把指针ptr的值加上了sizeof(int)，在32位程序中，是被加上了4。由于地址是用字节做单位的，故ptr所指向的地址由原来的变量a的地址向高地址方向增加了4个字节。

由于char类型的长度是一个字节，所以，原来ptr是指向数组a的第0号单元开始的四个字节，此时指向了数组a中从第4号单元开始的四个字节。我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组，看例子：

例三：

intarray[20]; 
int*ptr=array; 
... 
//此处略去为整型数组赋值的代码。 
... 
for(i=0;i<20;i++) 
{ 
　(*ptr)++; 
　ptr++； 
}

这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr加1，所以每次循环都能访问数组的下一个单元。再看例子：

例四：

1、chara[20]; 
2、int*ptr=a; 
   ... 
　　... 
3、ptr+=5;

在这个例子中，ptr被加上了5，编译器是这样处理的：将指针ptr的值加上5乘sizeof(int)，在32位程序中就是加上了5乘4=20。由于地址的单位是字节，故现在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址来说，向高地址方向移动了20个字节。在这个例子中，没加5前的ptr指向数组a的第0号单元开始的四个字节，加5后，ptr已经指向了数组a的合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。这也体现出了指针的灵活性。

如果上例中，ptr是被减去5，那么处理过程大同小异，只不过ptr的值是被减去5乘sizeof(int)，新的ptr指向的地址将比原来的ptr所指向的地址向低地址方向移动了20个字节。

总结一下，一个指针ptrold加上一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值增加了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向高地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节。

一个指针ptrold减去一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。ptrnew的值将比ptrold的值减少了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节，就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向低地址方向移动了n乘sizeof(ptrold所指向的类型)个字节

运算符&和*

这里&是取地址运算符，*是...书上叫做"间接运算符"。

&a的运算结果是一个指针，指针的类型是a的类型加个*，指针所指向的类型是a的类型，指针所指向的地址嘛，那就是a的地址。

*p的运算结果就五花八门了。总之*p的结果是p所指向的东西，这个东西有这些特点：它的类型是p指向的类型，它所占用的地址是p所指向的地址。例五：

inta=12; 
intb; 
int*p; 
int**ptr; 
p=&a;
//&a的结果是一个指针，
类型是int*，指向的类型是int，
指向的地址是a的地址。 
*p=24;
//*p的结果，在这里它的类型是int，
它所占用的地址是p所指向的地址，
显然，*p就是变量a。 
ptr=&p;
//&p的结果是个指针，
该指针的类型是p的类型加个*，
在这里是int **。该指针所指向的类型是p的类型，
这里是int*。
该指针所指向的地址就是指针p自己的地址。 
*ptr=&b;
//*ptr是个指针，&b的结果也是个指针，
且这两个指针的类型和所指向的类型是一样的，
所以用&b来给*ptr赋值就是毫无问题的了。 
**ptr=34;
//*ptr的结果是ptr所指向的东西，
在这里是一个指针，对这个指针再做一次*运算，
结果就是一个int类型的变量。

指针表达式

一个表达式的最后结果如果是一个指针，那么这个表达式就叫指针表式。下面是一些指针表达式的例子：

例六：

inta,b; 
intarray[10]; 
int*pa; 
pa=&a;
//&a是一个指针表达式。 
int**ptr=&pa;
//&pa也是一个指针表达式。 
*ptr=&b;
//*ptr和&b都是指针表达式。 
pa=array; 
pa++;
//这也是指针表达式。

例七：

char*arr[20]; 
char**parr=arr;
//如果把arr看作指针的话，arr也是指针表达式 
char*str; 
str=*parr;
//*parr是指针表达式 
str=*(parr+1);
//*(parr+1)是指针表达式 
str=*(parr+2);
//*(parr+2)是指针表达式

由于指针表达式的结果是一个指针，所以指针表达式也具有指针所具有的四个要素：指针的类型，指针所指向的类型，指针指向的内存区，指针自身占据的内存。

好了，当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占据的内存的话，这个指针表达式就是一个左值，否则就不是一个左值。

在例七中，&a不是一个左值，因为它还没有占据明确的内存。*ptr是一个左值，因为*ptr这个指针已经占据了内存，其实*ptr就是指针pa，既然pa已经在内存中有了自己的位置，那么*ptr当然也有了自己的位置。