經(jīng)周立功教授授權(quán)，特對(duì)本書內(nèi)容進(jìn)行連載。第一章為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，本文為1.3.2節(jié)變量的訪問。

周立功

1．   間接訪問

指針變量與普通變量沒有任何區(qū)別，由于通過變量名即可獲取變量的值，因此指針變量的值就是它存儲(chǔ)的內(nèi)存地址。如果想要獲取內(nèi)存地址中存儲(chǔ)的值，就必須使用特殊的語法“*”。假設(shè)0x22FF70存儲(chǔ)單元中保存的是ptr的值0x22FF74，則通過ptr就可以找到iNum的值0x64，詳見圖1.7。每當(dāng)指針的指向改變時(shí)，便繪制新的箭頭；每當(dāng)變量的值發(fā)生改變時(shí)，更新它的值。通過這些操作，即使再復(fù)雜的系統(tǒng)，也能夠理解了。顯然指針變量對(duì)所指向的變量的訪問，自然也就成了對(duì)變量的“間接訪問”。即：

* 指針變量

即間接引用操作符（*）返回指針變量指向的內(nèi)容，通常又將“*”稱為解引用指針。當(dāng)指針變量為空指針時(shí)，則“*指針變量”毫無意義。

如果ptr指向iNum，&iNum表示變量iNum的地址。使用*ptr等同于iNum，表示存儲(chǔ)在&iNum地址上的值。即除了可以通過*ptr輸出iNum的值，還可以賦值。比如：

printf('%p\n', *ptr);

注意，%p與%x的區(qū)別在于，%p會(huì)將數(shù)字顯示為十六進(jìn)制大寫。

2．  直接訪問

定義變量的目的是通過“變量名”引用“變量的值”，由于程序經(jīng)過編譯后已經(jīng)將“變量名”轉(zhuǎn)換為“變量的地址”，因此對(duì)變量的取值都是通過地址進(jìn)行的，則直接按變量名取值的訪問方式就是“直接訪問”。比如：

iNum  = 0x64;                     //對(duì)變量iNum的直接訪問

*ptr   = 0x80;              //對(duì)變量iNum的間接訪問

顯然，無論是采用間接訪問還是直接訪問，這2個(gè)語句作用是相同的。由于指針變量也是變量，因此在程序中同樣也可以直接使用，而不必通過間接訪問的方法。比如：

int   *ptr1，*ptr2;

ptr1 =ptr2;

即這樣ptr1與ptr2指向同一個(gè)對(duì)象。另，也可以將ptr2指向的值復(fù)制到ptr1中。比如：

 *ptr1 =*ptr2;                     //數(shù)值賦值

綜上所述，指針存儲(chǔ)的是地址，因此直接使用“裸”指針得到的是地址。要獲取或調(diào)整存儲(chǔ)在該地址中的值，必須額外添加的“*”。而變量存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)值，因此直接使用變量得到的是數(shù)據(jù)值。要獲取變量的地址，必須額外添加“&”。

3．   強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

實(shí)際上指針（存儲(chǔ)單元的地址）也是無符號(hào)整數(shù)，因此指針可以與整型變量的類型互相轉(zhuǎn)換。比如：

unsigned int a = 5, b;

b = (unsigned int)&a;

由于&a的類型為unsigned int*，因此需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換&a為unsigned int，只有這樣才能將變量a的地址保存在b中，那么將如何通過b取得a的值呢？必須先將b強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為指針，才能讀取a的值，詳見程序清單 1.9。

程序清單 1.9指針類變量類型轉(zhuǎn)換范例程序

1       #include

2       int main(int argc, char *argv[])

3       {

4                 unsigned int a = 5, b;

5

6                 printf('&a=%x\n%&b=%x\n',&a, &b);

7                 b = (unsigned int)&a;               //將&a轉(zhuǎn)換為unsigned int型整數(shù)

8                 printf('(unsigned int*)&b = %x\n', (unsigned int *)&b);  //輸出b的地址

9               printf('(unsignedint *)b = %x\n', (unsigned int *)b);        //輸出b的值，即a的地址

10             printf('*(unsignedint *)b = %x\n', *(unsigned int *)b);    //將b強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為指針再取得a的值

11               return0;

12     }

在C語言中也常常遇到這樣的情況，如果要將數(shù)據(jù)0x05存入絕對(duì)地址0x22FF74中，那么下面這條語句是否正確呢？

*0x22FF74= 0x05;

這是非法的。因?yàn)?x22FF74是int型整數(shù)，而*間接訪問操作只能用于指針表達(dá)式。

既然通過指針可以向其指向的內(nèi)存地址寫入數(shù)據(jù)，那么這里的內(nèi)存地址0x22FF74就是指針，因此必須先通過強(qiáng)制轉(zhuǎn)換將0x22FF74轉(zhuǎn)換為指向“unsigned int *”類型。然后通過“*”向0x22FF74內(nèi)存寫入數(shù)據(jù)，“*(unsigned int *)0x22FF74”表示讀取0x22FF74地址里面的內(nèi)容，其內(nèi)容就是保存在地址為0x22FF74存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)。比如：

*(unsigned int *)0x22FF74 = 0x05;

printf('*(unsigned int *)0x22FF74 = 0x%x\n', *(unsigned int*)0x22FF74);

上述方法不是用于訪問某個(gè)變量，而是通過地址訪問內(nèi)存中某個(gè)特定的位置，比如，系統(tǒng)通過與輸入輸出設(shè)備控制器之間的通信，以及與I/O的輸入輸出操作來獲得相應(yīng)的結(jié)果。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)與設(shè)備控制器的通信就是通過在某個(gè)特定內(nèi)存地址讀取和寫入值來實(shí)現(xiàn)的，表面上看起來這些操作訪問的是內(nèi)存，其實(shí)際上訪問的是設(shè)備控制器接口。

在強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符中和類型作為sizeof的操作數(shù)時(shí)，雖然初學(xué)者對(duì)一些復(fù)雜的類型名感到難以理解，但實(shí)際上卻有規(guī)律可循。其聲明規(guī)則為在標(biāo)識(shí)符（變量名或函數(shù)名）的聲明中，將標(biāo)識(shí)符取出后，剩下的部分自然就是類型名。比如：

void (*func)();

其類型名為“void (*)()”。void (*)()是將void (*func)()的標(biāo)識(shí)符func去掉后形成的，所以該類型名被解釋為指向返回void函數(shù)的指針，func是指向返回void函數(shù)的指針。

同理，double*[3]是將double *p[3]的標(biāo)識(shí)符p去掉后形成的，所以該類型名被解釋為指向double的指針數(shù)組，p是指向double的數(shù)組（元素3個(gè)）的指針。

在指針的定義中，void *表示通用指針的類型，它可以作為兩個(gè)具有特定類型指針之間相互轉(zhuǎn)換的橋梁。注意，“從C99版本開始，將void *類型指針賦值給其它類型指針時(shí)，不再需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換”。比如：

int *pInt,;

void *pVoid;

pInt =pVoid;

當(dāng)函數(shù)可以接受任何類型的指針時(shí)，則將其聲明為void *類型指針。比如：

void*memcpy(void *dst, const void *s2, size_t n);

其作用是從s2復(fù)制n個(gè)字符到dst，并返回dst的值，任何類型的指針都可以傳入memcpy()函數(shù)中。如果void作為函數(shù)的返回類型，則表示不返回任何值。如果void位于參數(shù)列表中，則表示沒有參數(shù)。size_t是C標(biāo)準(zhǔn)庫中預(yù)定義的類型，專門用于保存變量的大小。

如果要開發(fā)可移植性高的程序，應(yīng)該避免對(duì)指針進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，同時(shí)不要用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換掩蓋編譯器提示的警告。

綜上所述，指針存儲(chǔ)的是地址，直接使用指針得到是地址；要獲得或調(diào)整存儲(chǔ)在該地址中的值，必須添加額外的“*”。變量存儲(chǔ)的是數(shù)據(jù)值，因此直接使用變量得到的是數(shù)據(jù)值；而要獲得變量的地址，就必須額外添加“&”。注意，sizeof操作符可以用在void指針上，無法將這個(gè)操作符用在void上，比如：

size_t size = sizeof(void *);

size_t size = sizeof(void);

size_t類型表示C中任何對(duì)象所能達(dá)到的最大長(zhǎng)度，它是無符號(hào)整數(shù)。size_t用作sizeof操作符的返回值類型，同時(shí)也是很多函數(shù)參數(shù)類型，比如，malloc和strlen。

注意，打印size_t類型的值時(shí)，由于它是無符號(hào)整數(shù)，因此不能選錯(cuò)格式，通常推薦的格式為%zu或%u或%lu。