c语言多级指针,C语言的指针够复杂了，为什么还要分一级二级多级指针呢？

我不是女神ヾ 2022-10-14 14:53 171阅读 0赞

虽然相比于其他高级编程语言，C语言的语法非常简单，但是它指针部分确实比较抽象，事实上，C语言的指针语法是不少初学者的噩梦，网络上有很多关于指针的有趣问题，前几天有读者向我问了下面这样的问题。

![306399d519a2244eb08e0c246175a86b.png][]C语言为什么要分多级指针？

C语言为什么要分多级指针？

这位读者认为，C语言中的指针其实就是用于存储特定变量地址的，下面是一段C语言代码：

int a = 5;

int \*b = &a;

指针 b 存储了变量 a 的地址，没有什么问题。现在，假设需要存储指针 b 的地址，那么C语言代码可以按照下面这样写：

int a = 5;

int \*b = &a;

int \*\*c = &b;

此时内存布局如下图所示，请看

![6db067093d3667e073b3c6dcf0b89e51.png][]C语言程序内存布局

显然，二级指针 c 指向了指针 b 的地址。一切似乎都很自然，但是这位读者有疑问：既然"C语言中的指针其实就是用于存储特定变量地址的"，那为什么还要分多级指针呢？

详细来说，变量 c 里存放的起始是 b 的地址，而b 的地址和 a 的地址在数值上并无区别，因此将 c 定义为 int \* 类型，按理说足以存储 b 的地址，因此下面这样的C语言代码应该可以正常实现需求的：

int a = 5;

int \*b = &a;

int \*c = &b;

但是，为什么上面这几行C语言代码会产生警告呢？也即为什么编译器认为 int \*c=&b; 是不妥的？

![a28ab4352f34284849a34524d579005d.png][]为什么上面这几行C语言代码会产生警告

讨论

首先应该指出，C语言中的指针并不仅仅用于存储变量的地址，它还可以描述程序如何解释某段内存的值。这一点在我之前的文章里已经较为深入的讨论过，感到迷惑的读者可以再回头看看。

例如，对于 char 类型的指针：char \*pc = 0x1000; ，\*pc 表示地址0x1000 处的 sizeof(char)=1个字节。若是定义为 int 类型(假设占用4字节空间)指针：int \*pi = 0x1000;, 则 \*pi 表示地址 0x1000 处的sizeof(int)=4 个字节。

此外，pc+1 是指下一个 char 对象处，也即 0x1001 处，而 pi+1 则是值下一个 int 对象处，也即 0x1004 处。

再回到这位读者的问题，C语言标准并没有保证 int \* 和 int \*\* 指针具有相同的的大小，因此对于 int \*\*ppi;，\*ppi 表示的其实是sizeof(int\*) 个字节，而 ppi+1 则是指下一个 int\* 对象处，也即 0x1000+sizeof(int\*) 处。

![f7bda835de358f958f6c6ca53b87b6cb.png][]C语言标准并没有保证 int \* 和 int \*\*

显然，一级指针 pi 和多级指针 ppi 是不同的。

此外，C语言中的多级指针在函数定义中也有不同的用途，例如下面这段C语言代码：

void foo( T \*p ) \{

\*p = new\_value();

void bar( void )\{

T val; foo( &val );

T 表示任意数据类型。如果将 T 改为指针的形式，相关C语言代码如下：

void foo( P \*\*p ) \{

\*p = new\_value();

void bar( void )\{

P \*val; foo( &val );

![60c8432cf3b8adf802b1b1ba90729ab5.png][]这两段C语言代码本质上其实完全相同

这两段C语言代码本质上其实完全相同，只是数据类型在表现上有所差异：形参 p 总是比变量 val 多一级间接寻址。

可见，C语言中的多级指针和一级指针还是有所差异的。

不过，要是仅考虑这位读者所说的"C语言中的指针其实就是用于存储特定变量地址的"，那么使用一级指针完全足够了，毕竟C语言程序中的地址其实就是一个整数而已。事实上，只要保证没有精度损失，使用任意数据类型存储地址，都是没有问题的。

再考虑开头的问题：

int a = 5;

int \*b = &a;

如果仅仅需要存储指针 b 的地址，使用 void \* 指针也是可以的：

void \*p = &b;

甚至，使用 long 整数类型存储都是可以的：

long p = (long)&b;

这里假设 long 类型的宽度大于或者等于指针类型的宽度。

![b7627b01be83db88004b9c91acaaf18d.png][]

要保证没有精度损失

最后

这里再强调一次，存储指针地址时，使用一级 int \*指针，void \*指针，甚至long 类型都是可以的，但是若想正确引用原本地址指向的内容，则仍需将其转换为应有的格式。

例如，我们使用 p 存储指针 b 的地址，实际上最终需要索引的有意义的数值是变量 a 存储的数值 5。若是希望使用 p 索引数值 5，那么强制类型转换是不可避免的：

int \*\*ppi = (int \*\*)p;

原因其实我们都讨论过了，C语言程序解释地址指向的内存时，是需要我们提供给其解释方式的，而指定其原本数值类型的目的就在于此。

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