1. 指针与内存

指针和 int、float 一样，就是一种普通的数据类型。唯一的区别在于，int、double 这类变量存的是值，而指针存的是另一个变量的地址，如下图所示：

上面定义的 value 是普通的 int 变量，它那块内存里存的是普通数据。而指针变量 p 的内存里存的，则是另一个变量的地址。这里有个问题：从内存角度看，不管是指针还是普通变量，存的都是二进制数据，那我们怎么区分一个变量存的是普通数据还是地址数据呢？这就要靠语法来区分了，如下：

int value = 100;
int* p = 0x3456;

只要看到变量定义旁边带个星，就表示这个变量存的是地址。另外，定义指针时还得说清楚这个地址指向的是什么类型的变量。比如 int* 表示 0x3456 那块内存里存的是 int 类型数据，所以我们也可以说 p 指向一个 int 类型的变量。

指针也是一个变量，所以它为了存地址值同样要占用内存空间，而且它自己也有地址。

理解了这条规律，那么如果指针指向的变量本身又是个指针，就像下图这样：

p2 的类型是 int*，那 p1 是什么类型，该怎么表示呢？答案是二级指针，写法如下：

// * 星号表示 p1 变量存储的是地址，是个指针变量
// int* 表示 p1 指向的变量是 int* 类型
// 合起来写成 int**
int**

以此类推，如果再来一个指针 p0 指向 p1，那 p0 就是三级指针，写作 int*** p0。

那怎么拿到一个变量的地址呢？对变量用取地址符 & 就行，输出地址时用占位符 %p。示例代码如下：

#include <stdio.h>

int main() {


    int iv = 100;
    int* ip = &iv;   // 获得变量 iv 的内存地址，赋值到 ip 变量中
    int** ipp = &ip;  // 获得变量 ip 的内存地址，赋值到 ipp 变量中

    printf("iv 变量的地址是: %p %p\n", &iv, ip);
    printf("ip 变量的地址是: %p %p\n", &ip, ipp);


    // 其他类型指针
    double dv = 3.14;
    double* dp = &dv;
    double** dpp = &dp;

    return 0;
}

程序输出结果：

iv 变量的地址是: 0x7ffee79be6f8 0x7ffee79be6f8
ip 变量的地址是: 0x7ffee79be6f0 0x7ffee79be6f0

2. 指针运算规则

基本类型的变量能做算术运算，比如加减。指针变量其实也能做运算。这里我们重点讲两种操作：指针的加减法和解引用。

指针的加减法，指的是移动指针在内存中的指向，这个操作很危险，一定要当心。
指针的解引用，就是取出指针指向那块空间里的值。

2.1 指针加减法

#include <stdio.h>

int main() {

    // NULL 表示指针指向地址为0的空间
    int* ip = NULL;
    printf("ip 存储的地址: %ld\n", ip);
    ip += 1;
    printf("ip 存储的地址: %ld\n", ip);

    printf("--------------\n");

    double* dp = NULL;
    printf("dp 存储的地址: %ld\n", dp);
    dp += 1;
    printf("dp 存储的地址: %ld\n", dp);
    
    return 0;
}

程序运行结果：

ip 存储的地址: 0
ip 存储的地址: 4
--------------
dp 存储的地址: 0
dp 存储的地址: 8

从输出能看到，ip 和 dp 都是指针变量，但做完 +1 之后的值却不一样。这里就要引出指针步长的概念了。指针 +1 可以理解成指针在内存里向前挪一步，至于这一步跨几个字节，取决于它指向的数据类型占多大。例如：

ip 指向 int 类型，int 是 4 字节，所以 ip 挪一步就在内存里前进 4 个字节。
dp 指向 double 类型，double 是 8 字节，所以 dp 挪一步就在内存里前进 8 个字节。

那么问题来了，如果 ip + 2，会挪多少个字节呢？

2.2 指针解引用

拿到一个指针变量之后，怎么通过它取出指向内存里存的值呢？这就是解引用操作，如下代码：

多字节变量的地址指的是首字节的地址。指针 p 存的是多字节类型的首字节地址，解引用时会根据类型大小读出相应数量字节的数据。

#include <stdio.h>

int main() {

    int value = 100;
    int* p = &value;

    // *p 表示从 p 变量中取出存储的内存地址，并寻址到该空间。此时，我们可以
    // 从该空间中取值，如下：
    printf("p 指向变量的地址: %d\n", *p);
    // 修改该空间的值，如下：
    *p = 200;
    printf("p 指向变量的地址: %d\n", *p);

    // 通过指针间接修改了 value 变量的值
    printf("value 变量值是: %d\n", value);


    return 0;
}