C语言中的指针链

什么是C语言中的指针链？

C语言中的指针链是一系列相互指向的指针。指针变量可以存储另一个变量的地址，这个变量可以是任何类型，包括另一个指针，在这种情况下，它被称为指向指针的指针。

指针链是指存在多个级别的指针。理论上，链的级别没有限制，如下图所示：

指针链的声明

这可以用以下代码表示：

int a = 10;
int *x = &a;
int **y = &x;
int ***z = &y;

在上面的例子中，“x”是指向“int”类型的指针，如符号“int *”所示。要在“y”中存储“x”的地址，“y”应该是指向指向int的指针，即“int **”。

类似地，“z”是“指向指向指向int的指针”的指针，因此其声明中星号出现了三次，即“int ***”。

解引用是如何工作的？

我们知道“*x”返回存储在“x”中的地址处的值，即“a”的值。

根据相同的逻辑，“*y”应该返回它的值（参考上图），它是1000，这反过来又是“a”的地址。因此，“y”的双重解引用（即“**y”）应该给出“a”的值。

此外，“z”的三重解引用（即“***z”）应该给出“a”的值。

示例

下面的例子展示了“双重解引用”和“三重解引用”是如何工作的：

#include <stdio.h>

int main(){

   int a = 10;

   int *x = &a;
   int **y = &x;
   int ***z = &y;

   printf("a: %d\n", a);

   printf("a: %d\n", *x);   // dereferencing x;
   printf("a: %d\n", **y);  // double dereferencing y;
   printf("a: %d\n", ***z); // triple dereferencing z;

   return 0;
}

输出

请注意，所有三种解引用情况都打印了“a”的值：

a: 10
a: 10
a: 10
a: 10

浮点型指针链

我们可以遵循相同的逻辑来创建一个浮点型指针链，并应用多级解引用来获取浮点型变量的值。

示例

下面的例子展示了如何使用浮点型指针链：

#include <stdio.h>

int main(){

   float a = 10.25;

   float *x = &a;
   float **y = &x;
   float ***z = &y;

   printf("a: %f\n", a);
   printf("a: %f\n", *x);
   printf("a: %f\n", **y);
   printf("a: %f\n", ***z);

   return 0;
}

输出

运行代码并检查其输出：

a: 10.250000
a: 10.250000
a: 10.250000
a: 10.250000

通过解引用更新原始变量

我们还可以通过解引用来更新原始变量的值。请看下面的语句：

*x = 11.25;

它会相应地更改“a”的值。类似地，它可以使用后续级别的指针进行更新。

示例

下面的程序展示了如何使用不同级别的解引用来更新原始变量：

#include <stdio.h>

int main(){

   float a = 10.25;;

   float *x = &a;
   float **y = &x;
   float ***z = &y;

   printf("a: %f\n", a);

   // update with first pointer
   *x = 11.25;
   printf("a: %f\n", *x);

   // update with second pointer
   **y = 12.25;
   printf("a: %f\n", **y);

   // update with third pointer
   ***z = 13.25;
   printf("a: %f\n", ***z);

   return 0;
}

输出

运行代码并检查其输出：

a:10.250000
a:11.250000
a:12.250000
a:13.250000

字符型指针链

字符串表示为“char”类型的数组或指向“char”类型的指针：

char *a = "Hello";

因此，我们可以创建一个字符型指针链。

注意：唯一的区别是，这里的原始变量本身就是一个指针，因此与前面的例子相比，上层指针多了一个星号。

示例

下面的例子展示了字符型指针链是如何工作的：

#include <stdio.h>

int main(){

   char *a = "Hello";

   char **x = &a;
   char ***y = &x;
   char ****z = &y;

   printf("a: %s\n", a);
   printf("a: %s\n", *x);
   printf("a: %s\n", **y);
   printf("a: %s\n", ***z);

   return 0;
}

输出

运行这段代码时，会产生以下输出：

a: Hello
a: Hello
a: Hello
a: Hello

指针链对于创建链表和其他数据结构很有用。

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