C语言入门系列：探秘二级指针与多级指针的奇妙世界

文章目录

一，指针的回忆杀
- 1，指针的概念
- 2，指针的声明和赋值
- 3，指针的使用
- - 3.1 直接给指针变量赋值
  - 3.2 通过*运算符读写指针指向的内存
  - - 3.2.1 读
    - 3.2.2 写
二，二级指针详解
- 1，定义
- 2，示例说明
- 3，二级指针与一级指针、普通变量的关系
- - 3.1，与一级指针的关系
  - 3.2，与普通变量的关系,
  - 示例说明
- 4，二级指针的常见用途
- 5，二级指针扩展到多级指针
小结

C语言的学习之旅中，二级指针乃至多级指针往往是初学者感到“恶心”却又不得不面对的重要概念。

不过，一旦掌握了它们的精髓，你会发现它们其实并不那么可怕，反而在某些高级应用中显得尤为强大和灵活。

一，指针的回忆杀

1，指针的概念

指针就是内存地址，内存地址指向内存中的一个单元，这个单元就像一个个小房间，里面住着某种数据，可能是整数，可能是浮点数，可能是字符，也可能是另一个指针。

为了方便理解和记忆，可以把指针当作酒店房间号。

指针作为一种特殊的数据，也需要存储在内存中。

2，指针的声明和赋值

C语言通过指针变量为指针开辟一块内存。

int num = 10;
int* p;
p = &num;

如上代码，定义了指针变量p，声明变量时如果带有*号，说明这个变量是指针变量。

这个*号的作用是告诉编译器，这个指针变量p要存储的是变量num的值的内存地址，这个内存地址从形式上看也没什么特别，就是一个整数。

上面的代码中p = &num;，通过地址运算符&取出变量num的地址，赋给指针变量p。

在这里插入图片描述

3，指针的使用

3.1 直接给指针变量赋值

上面的代码中p = &num; 所示，可以和普通变量一样，直接给指针变量赋值，只是这个值代表的是内存地址而已。

3.2 通过*运算符读写指针指向的内存

3.2.1 读

我们还可以通过* 运算符操作指针指向的内存中的值。

int num = 10;
int* p;
p = &num;int num2 = *p;

如上代码最后一行int num2 = *p;，运算符*的作用是告诉编译器，找到指针p指向的地址，从中读取数据。

3.2.2 写

当然，可以修改指针指向的内存中的数据。

int num = 10;
int* p;
p = &num;*p = 100;

上述代码*p = 100;，将指针p指向的内存中数据的值修改为100。注意，此时num的值也变为100了，原因是修改的就是num的内存中的值。

二，二级指针详解

1，定义

二级指针，顾名思义，是指向指针的指针，即一个变量，其类型是指向指针的地址。在C语言中，声明一个二级指针的基本形式如下：

数据类型** pointerName;

这里，**pointerName表示pointerName是一个指向指针的指针，它存储的是一个指针变量的地址。

int num = 10;
int* p;
p = &num;int** pp = &p;

如上，二级指针变量pp指向的是指针变量p的地址。
在这里插入图片描述

如上图所示，发现二级指针需要跳2级才能获取普通变量内存中的值，这也是二级指针名称的来源。

2，示例说明

以一个整型变量为例：

int a = 12;
int *p = &a;
int **pp = &p;

根据上述定义，我们可以得出以下计算结果：

p == &a
*p == 12
pp == &p
*pp == p
**pp == a

**pp就是获取a变量的值，因为pp指向的是p的地址，而p指向的又是a的地址，所以 **pp 就相当于a。

3，二级指针与一级指针、普通变量的关系

3.1，与一级指针的关系

一级指针存储的是普通变量的地址，而二级指针存储的是一级指针的地址。
通过二级指针，我们可以间接访问到一级指针所指向的数据，实现更深层次的间接访问。

3.2，与普通变量的关系,

普通变量是数据存储的最直接形式，通过一级指针，我们增加了一层间接访问；二级指针则在此基础上再增加一层间接性，使得对普通变量的操作更为灵活。

示例说明

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int value = 10;int *p = &value; // 一级指针，指向valueint **pp = &p;   // 二级指针，指向一级指针pprintf("Value: %d\n", value);      // 直接访问printf("Value via *p: %d\n", *p);  // 通过一级指针访问printf("Value via **pp: %d\n", **pp); // 通过二级指针访问return 0;
}

此例中，value是一个普通整型变量，p是一级指针指向value，而pp作为二级指针，则指向p。通过**pp，我们依然能最终访问到value的值，展示了指针间接访问的层级关系。

4，二级指针的常见用途

动态内存管理：在动态分配数组时，可以使用二级指针来存储数组的首地址，便于管理和释放内存。
函数参数传递：当希望函数能够修改外部指针变量（而非指针所指向的内容）时，需使用二级指针作为函数参数。
指向指针的指针运算：在复杂数据结构操作中，二级指针提供了对指针进行指针运算的能力，如链表的节点交换、树结构的遍历等。

5，二级指针扩展到多级指针

多级指针的概念基于二级指针进一步扩展，即指针的指针的指针……依此类推。

一句话，多级指针存储的是上一级指针的地址。

虽然在日常编程中较为罕见，但在特定场景下，如复杂的内存管理、高度抽象的数据结构设计或底层系统编程中，多级指针可以提供极大的灵活性。

示例：三级指针

#include <stdio.h>void printViaTriplePointer(int ***triplePtr) {printf("Value via ***triplePtr: %d\n", ***triplePtr);
}int main() {int value = 7;int *p = &value;int **pp = &p;int ***triplePtr = &pp;printViaTriplePointer(triplePtr);return 0;
}