C 語言指針完全指南：從基礎操作到函數參數傳遞與陣列應用

指針是 C 語言的靈魂，也是初學者最大的攔路虎。本文系統梳理指針定義、運算、函數參數傳遞、陣列關係等核心知識點，配合完整可編譯代碼範例，助你建立清晰的指針心智模型。

1. 指針變量基礎：定義、賦值與引用

1.1 定義語法

類型標識符 *指針變量名;
// 例
int *pa, *pb;      // pa、pb 均為 int*
float *q;          // q 為 float*

關鍵：* 屬於類型聲明一部分，變量名是 pa 而非 *pa。

1.2 賦值方式

int n1, n2;
int *p1, *p2, *p3;
p1 = &n1;        // 取址賦值
p2 = &n2;
p3 = p2;         // 指針間賦值（共享指向）

類型匹配原則：指針類型必須與目標變量類型一致，void* 為通用指針可接收任意類型位址。

1.3 間接訪問（解引用）

pi = &x;
x = 1;
y = *pi + 9;   // 等價於 y = x + 9

*pi 與 x 成為同一記憶體單元的別名，修改任一者即修改該單元值。

2. 指針運算：算術、比較與優先級

2.1 算術運算

• p++ / p--：按所指類型大小移動位址（如 int* 移 4 位元組）。
• p + n：向後偏移 n 個元素位置。
• 禁止：指針相加、指針乘除、指針與浮點數運算。

2.2 優先級經典陷阱

int a = 10, *p = &a;
*p++   // 等價 *(p++)：取值後 p 移向下一個 int
(*p)++ // 等價 ++(*p)：a 變為 11，p 不動
*p+1   // 等價 (*p)+1：值為 11，不修改 a

2.3 比較與減法

• 同類型指針可比較（== != < > <= >=），高位址大於低位址。
• 同類型指針相減得 ptrdiff_t，值為元素個數差（位址差 / sizeof(類型)）。
• 皆可與 NULL (0) 比較判斷空指針。

3. 指針作為函數參數：實現多值返回與數據修改

3.1 傳值 vs 傳址

void fun(int num) { num = 20; }  // 傳值：不影響實參
void fun(int *p) { *p = 20; }    // 傳址：修改實參指向的值

3.2 交換兩數的三種嘗試

// ❌ 1. 傳值：僅交換形參副本
void swap1(int x, int y) { int t=x; x=y; y=t; }

// ❌ 2. 傳指針但交換指針本身：僅交換區域指針變量
void swap2(int *p1, int *p2) { int *t=p1; p1=p2; p2=t; }

// ✅ 3. 傳指針並交換指向的內容：真正實現交換
void swap3(int *p1, int *p2) { int t=*p1; *p1=*p2; *p2=t; }

4. 指針與一維陣列：深度綁定關係

4.1 陣列名即首元素位址

int a[5], *p = a;        // p 指向 a[0]
int *q = &a[3];          // q 指向 a[3]

4.2 兩種訪問風格

// 索引法
for (i=0; i<10; i++) scanf("%d", pa+i), printf("%d ", *(pa+i));

// 指針法（更高效，編譯器易優化）
for (pa = arr; pa < arr+10; pa++) scanf("%d", pa);
for (pa = arr; pa < arr+10; pa++) printf("%d ", *pa);

4.3 實戰：統計正數個數

int a[10], *p, count = 0;
for (p = a; p < a+10; p++)
    if (*p > 0) { count++; printf("%d ", *p); }

5. 陣列作為函數參數：退化為指針

陣列參數退化為指針，實際傳遞首元素位址（地址傳遞），函數內修改陣列元素影響原陣列。

void input(int a[10], int n) { for(i=0;i

int main() {
    int a=10,b=30,*p1=&a,*p2=&b;
    printf("%d %d %d %d %p %p %p %p\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
    a++; (*p2)++;
    printf("%d %d %d %d %p %p %p %p\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
    *p1++; *p2--;   // 注意優先級：*p1++ 等價 *(p1++)
    printf("%d %d %d %d %p %p %p %p\n",a,b,*p1,*p2,p1,p2,&p1,&p2);
    printf("%td %td\n", p1-p2, p2-p1);  // 指針減法
}