C語言 指標 詳解 二 C語言指標變數的運算
阿新 • • 發佈：2018-12-29
指標變數儲存的是地址，本質上是一個整數，可以進行部分運算，例如加法、減法、比較等，請看下面的程式碼：
這很奇怪，指標變數加減運算的結果跟資料型別的長度有關，而不是簡單地加 1 或減 1，這是為什麼呢？
以 a 和 pa 為例，a 的型別為 int，佔用 4 個位元組，pa 是指向 a 的指標，如下圖所示：
剛開始的時候，pa 指向 a 的開頭，通過 *pa 讀取資料時，從 pa 指向的位置向後移動 4 個位元組，把這 4 個位元組的內容作為要獲取的資料，這 4 個位元組也正好是變數 a 佔用的記憶體。
如果
這個時候 pa 指向整數 a 的中間，*pa 使用的是紅色虛線畫出的 4 個位元組，其中前 3 個是變數 a 的，後面 1 個是其它資料的，把它們“攪和”在一起顯然沒有實際的意義，取得的資料也會非常怪異。
如果
我們知道，陣列中的所有元素在記憶體中是連續排列的，如果一個指標指向了陣列中的某個元素，那麼加 1 就表示指向下一個元素，減 1 就表示指向上一個元素，這樣指標的加減運算就具有了現實的意義，我們將在《C語言和陣列》一節中深入探討。
不過C語言並沒有規定變數的儲存方式，如果連續定義多個變數，它們有可能是挨著的，也有可能是分散的，這取決於變數的型別、編譯器的實現以及具體的編譯模式，所以對於指向普通變數的指標，我們往往不進行加減運算，雖然編譯器並不會報錯，但這樣做沒有意義，因為不知道它後面指向的是什麼資料。
下面的例子是一個反面教材，警告讀者不要嘗試通過指標獲取下一個變數的地址：
指標變數除了可以參與加減運算，還可以參與比較運算。當對指標變數進行比較運算時，比較的是指標變數本身的值，也就是資料的地址。如果地址相等，那麼兩個指標就指向同一份資料，否則就指向不同的資料。
上面的程式碼（第一個例子）在比較 pa 和 paa 的值時，pa 已經指向了 a 的上一份資料，所以它們不相等。而 a 的上一份資料又不知道是什麼，所以會導致 printf() 輸出一個沒有意義的數，這正好印證了上面的觀點，不要對指向普通變數的指標進行加減運算。
另外需要說明的是，不能對指標變數進行乘法、除法、取餘等其他運算，除了會發生語法錯誤，也沒有實際的含義。
- #include <stdio.h>
- int main(){
- int a = 10, *pa = &a, *paa = &a;
- double b = 99.9, *pb = &b;
- char c = '@', *pc = &c;
- //最初的值
- printf("&a=%#X, &b=%#X, &c=%#X\n", &a, &b, &c);
- printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
- //加法運算
- pa++; pb++; pc++;
- printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
- //減法運算
- pa -= 2; pb -= 2; pc -= 2;
- printf("pa=%#X, pb=%#X, pc=%#X\n", pa, pb, pc);
- //比較運算
- if(pa == paa){
- printf("%d\n", *paa);
- }else{
- printf("%d\n", *pa);
- }
- return 0;
- }
&a=0X28FF44, &b=0X28FF30, &c=0X28FF2B pa=0X28FF44, pb=0X28FF30, pc=0X28FF2B pa=0X28FF48, pb=0X28FF38, pc=0X28FF2C pa=0X28FF40, pb=0X28FF28, pc=0X28FF2A 2686784從運算結果可以看出：pa、pb、pc 每次加 1，它們的地址分別增加 4、8、1，正好是 int、double、char 型別的長度；減 2 時，地址分別減少 8、16、2，正好是 int、double、char 型別長度的 2 倍。
這很奇怪，指標變數加減運算的結果跟資料型別的長度有關，而不是簡單地加 1 或減 1，這是為什麼呢？
以 a 和 pa 為例，a 的型別為 int，佔用 4 個位元組，pa 是指向 a 的指標，如下圖所示：
剛開始的時候，pa 指向 a 的開頭，通過 *pa 讀取資料時，從 pa 指向的位置向後移動 4 個位元組，把這 4 個位元組的內容作為要獲取的資料，這 4 個位元組也正好是變數 a 佔用的記憶體。
如果
pa++;使得地址加
1 的話，就會變成如下圖所示的指向關係：這個時候 pa 指向整數 a 的中間，*pa 使用的是紅色虛線畫出的 4 個位元組，其中前 3 個是變數 a 的，後面 1 個是其它資料的，把它們“攪和”在一起顯然沒有實際的意義，取得的資料也會非常怪異。
如果
pa++;使得地址加
4 的話，正好能夠完全跳過整數 a，指向它後面的記憶體，如下圖所示：我們知道，陣列中的所有元素在記憶體中是連續排列的，如果一個指標指向了陣列中的某個元素，那麼加 1 就表示指向下一個元素，減 1 就表示指向上一個元素，這樣指標的加減運算就具有了現實的意義，我們將在《C語言和陣列》一節中深入探討。
不過C語言並沒有規定變數的儲存方式，如果連續定義多個變數，它們有可能是挨著的，也有可能是分散的，這取決於變數的型別、編譯器的實現以及具體的編譯模式，所以對於指向普通變數的指標，我們往往不進行加減運算，雖然編譯器並不會報錯，但這樣做沒有意義，因為不知道它後面指向的是什麼資料。
下面的例子是一個反面教材，警告讀者不要嘗試通過指標獲取下一個變數的地址：
- #include <stdio.h>
- int main(){
- int a = 1, b = 2, c = 3;
- int *p = &c;
- int i;
- for(i=0; i<8; i++){
- printf("%d, ", *(p+i) );
- }
- return 0;
- }
3, -858993460, -858993460, 2, -858993460, -858993460, 1, -858993460,
可以發現，變數 a、b、c 並不挨著，它們中間還參雜了別的輔助資料。指標變數除了可以參與加減運算，還可以參與比較運算。當對指標變數進行比較運算時，比較的是指標變數本身的值，也就是資料的地址。如果地址相等，那麼兩個指標就指向同一份資料，否則就指向不同的資料。
上面的程式碼（第一個例子）在比較 pa 和 paa 的值時，pa 已經指向了 a 的上一份資料，所以它們不相等。而 a 的上一份資料又不知道是什麼，所以會導致 printf() 輸出一個沒有意義的數，這正好印證了上面的觀點，不要對指向普通變數的指標進行加減運算。
另外需要說明的是，不能對指標變數進行乘法、除法、取餘等其他運算，除了會發生語法錯誤，也沒有實際的含義。