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C语言入门教程 | 阶段五：指针与字符串、数组——字符串指针与多级指针

news 2025/9/27 7:30:40

🚀 在 C 语言中，指针是一个非常强大的工具，尤其在处理字符串和数组时，指针让你能够更加灵活和高效地操作内存。在本篇文章中，我们将深入讲解 字符串指针 和 多级指针 的概念，帮助你更好地理解指针在 C 语言中的应用，尤其是在处理数组和字符串时的作用。

一、字符串指针

1. 字符串的内存表示

在 C 语言中，字符串实际上是一个字符数组，并且以 空字符 '\0' 结尾。每个字符在内存中都有一个位置，而字符串则是这些字符在内存中的连续存储。

例如，声明一个字符串：

char str[] = "Hello";

这段代码实际上创建了一个字符数组，包含了字符 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' 和 '\0' 作为结束标志。字符数组在内存中是连续的，每个字符都有一个特定的地址。

2. 字符串与指针的关系

字符串数组名实际上是指向数组第一个元素的指针。因此，字符串名就是一个指向字符串首字符的指针。我们可以使用字符串指针来访问字符串中的每个字符。

示例：使用指针访问字符串

#include <stdio.h>int main() {char str[] = "Hello";char *ptr = str;  // 将字符串名作为指针// 通过指针遍历字符串while (*ptr != '\0') {printf("%c ", *ptr);  // 输出当前字符ptr++;  // 指针指向下一个字符}return 0;
}

输出：

H e l l o

在这个例子中，ptr 是一个指向字符串首字符的指针。通过逐一访问指针指向的字符，直到遇到字符串结束标志 '\0'。

3. 字符串指针的运算

与普通的指针一样，字符串指针也支持指针运算。通过对指针进行加减操作，可以访问字符串中的不同字符。

示例：指针运算访问字符串

#include <stdio.h>int main() {char str[] = "Hello";char *ptr = str;printf("第一个字符：%c\n", *ptr);  // 输出第一个字符ptr++;  // 将指针移到下一个字符printf("第二个字符：%c\n", *ptr);  // 输出第二个字符return 0;
}

输出：

第一个字符：H
第二个字符：e

通过对指针 ptr 进行加法操作，我们能够轻松访问字符串中的各个字符。

二、多级指针

1. 什么是多级指针？

多级指针是指指向指针的指针。它可以用来间接访问数据或指向动态分配的内存区域。多级指针有时也叫“指针的指针”。在 C 语言中，一级指针存储的是变量的地址，而多级指针则存储的是一级指针的地址。

例如，定义一个 指向指针的指针：

int a = 10;
int *ptr = &a;  // ptr 是一级指针，指向 a
int **pptr = &ptr;  // pptr 是二级指针，指向 ptr

在这个例子中，pptr 是一个 二级指针，它存储的是指针 ptr 的地址，而 ptr 存储的是变量 a 的地址。

2. 二级指针的使用

通过二级指针，我们可以间接访问一级指针所指向的变量。在函数中，二级指针可以用于传递指针的地址，从而间接修改指针的值。

示例：使用二级指针修改值

#include <stdio.h>void modifyPointer(int **ptr) {static int value = 20;*ptr = &value;  // 修改一级指针指向新的变量
}int main() {int *ptr = NULL;modifyPointer(&ptr);  // 传递指针的地址printf("修改后的值：%d\n", *ptr);  // 输出修改后的值return 0;
}

输出：

修改后的值：20

在这个例子中，modifyPointer 函数通过二级指针修改了 ptr 指向的变量。

3. 多级指针在动态内存中的应用

多级指针常用于 动态内存分配，尤其在处理 二维数组 时非常常见。通过多级指针，我们可以动态创建和访问多维数组。

示例：动态创建二维数组

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int rows = 3, cols = 4;int **arr = (int **)malloc(rows * sizeof(int *));  // 分配行指针的内存for (int i = 0; i < rows; i++) {arr[i] = (int *)malloc(cols * sizeof(int));  // 为每一行分配内存}// 为二维数组赋值for (int i = 0; i < rows; i++) {for (int j = 0; j < cols; j++) {arr[i][j] = i * cols + j;}}// 输出二维数组for (int i = 0; i < rows; i++) {for (int j = 0; j < cols; j++) {printf("%d ", arr[i][j]);}printf("\n");}// 释放内存for (int i = 0; i < rows; i++) {free(arr[i]);}free(arr);return 0;
}

输出：