015. 声明和初始化指针

在C语言中，指针是一种特殊的变量，用于存储另一个变量的内存地址。声明和初始化指针是C语言编程中的重要概念。以下将详细介绍如何声明和初始化指针，以及如何使用指针访问和修改变量的值。

1. 声明指针

声明指针时，需要指定指针所指向的变量类型。指针的声明格式如下：

类型 *指针变量名;

示例1：声明一个指向整数的指针

int *ptr; // 声明一个指向整数的指针

2. 初始化指针

指针可以通过以下几种方式初始化：

  1. 将指针初始化为NULL：表示指针不指向任何有效的内存地址。
  2. 将指针初始化为某个变量的地址：使用&运算符获取变量的地址。
  3. 将指针初始化为动态分配的内存地址：使用malloc或calloc函数分配内存。

示例2：将指针初始化为NULL

int *ptr = NULL; // 声明并初始化为NULL

示例3：将指针初始化为某个变量的地址

int num = 10;
int *ptr = # // 声明并初始化为变量num的地址

示例4：将指针初始化为动态分配的内存地址

int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int)); // 动态分配一个整数大小的内存
if (ptr == NULL) {
    printf("Memory allocation failed\n");
    return 1;
}
*ptr = 10; // 通过指针访问并修改动态分配的内存

3. 使用指针访问和修改变量的值

指针可以通过*运算符来访问和修改它所指向的变量的值。

示例5：使用指针访问和修改变量的值

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10; // 声明一个整数变量
    int *ptr = &num; // 声明一个指针并初始化为num的地址

    printf("Value of num: %d\n", num); // 输出num的值
    printf("Value of num via pointer: %d\n", *ptr); // 通过指针访问num的值

    *ptr = 20; // 通过指针修改num的值
    printf("Value of num after modification: %d\n", num); // 输出修改后的值

    return 0;
}

输出结果

Value of num: 10
Value of num via pointer: 10
Value of num after modification: 20

4. 指针的指针

指针也可以指向另一个指针。这种情况下，需要使用多个*来声明和访问。

示例6：指针的指针

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10; // 声明一个整数变量
    int *ptr = &num; // 声明一个指针并初始化为num的地址
    int **ptrPtr = &ptr; // 声明一个指针的指针并初始化为ptr的地址

    printf("Value of num: %d\n", num); // 输出num的值
    printf("Value of num via pointer: %d\n", *ptr); // 通过指针访问num的值
    printf("Value of num via pointer of pointer: %d\n", **ptrPtr); // 通过指针的指针访问num的值

    **ptrPtr = 20; // 通过指针的指针修改num的值
    printf("Value of num after modification: %d\n", num); // 输出修改后的值

    return 0;
}

输出结果

Value of num: 10
Value of num via pointer: 10
Value of num via pointer of pointer: 10
Value of num after modification: 20

5. 指针数组

指针数组是一个数组，其中的每个元素都是一个指针。

示例7：指针数组

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10, b = 20, c = 30;
    int *ptrArray[3]; // 声明一个指针数组，包含3个指针

    ptrArray[0] = &a; // 将第一个指针初始化为a的地址
    ptrArray[1] = &b; // 将第二个指针初始化为b的地址
    ptrArray[2] = &c; // 将第三个指针初始化为c的地址

    printf("Value of a: %d\n", *ptrArray[0]); // 通过指针数组访问a的值
    printf("Value of b: %d\n", *ptrArray[1]); // 通过指针数组访问b的值
    printf("Value of c: %d\n", *ptrArray[2]); // 通过指针数组访问c的值

    *ptrArray[1] = 25; // 通过指针数组修改b的值
    printf("Value of b after modification: %d\n", *ptrArray[1]); // 输出修改后的值

    return 0;
}

输出结果

Value of a: 10
Value of b: 20
Value of c: 30
Value of b after modification: 25

6. 动态分配的指针数组

可以使用malloc或calloc动态分配指针数组。

示例8：动态分配的指针数组

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptrArray[3]; // 声明一个指针数组，包含3个指针
    int size = 3;

    for (int i = 0; i < size; i++) {
        ptrArray[i] = (int *)malloc(sizeof(int)); // 动态分配内存
        if (ptrArray[i] == NULL) {
            printf("Memory allocation failed\n");
            return 1;
        }
        *ptrArray[i] = (i + 1) * 10; // 初始化动态分配的内存
    }

    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("Value at index %d: %d\n", i, *ptrArray[i]); // 通过指针数组访问值
    }

    // 释放动态分配的内存
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        free(ptrArray[i]);
    }

    return 0;
}

输出结果

Value at index 0: 10
Value at index 1: 20
Value at index 2: 30

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