本节书摘来自异步社区出版社《好学的C++程序设计》一书中的第2章，第2.3节，作者： 张祖浩 , 沈天晴，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
2.3 循址访问是怎样的
好学的C++程序设计
2.3.1 “牧童遥指杏花村”的启发
变量存储空间地址的指向
古诗云：“借问酒家何处有？牧童遥指杏花村。”路人向牧童请问酒家的地址，牧童感到光口头表述酒家地址不够清楚，要用一个手指指向酒家，就清楚了。并且路人由此可知，只要访问牧童所指，就能访问到所指杏花村酒楼的美酒佳肴了。
图2.4中，“2012是变量a的存储空间地址。”这个关系是用语言或文字来表述的。那么，在图形上如何来表述这种关系呢？受牧童启发，简单得很！从地址2012画一个箭头指向变量a就行了，如图2.5所示。这种图形让人一眼就看明白：地址2012指向变量a。C++约定好：这表明2012是变量a的地址，这当然也就是变量a存储空间的地址。
这样，变量地址就有了指向，是哪个变量的地址，它就指向哪个变量。说到底，是哪个存储空间的地址，它就指向哪个存储空间。由此，指向存储空间的地址就获得了一个名称，叫做“指针”。说白了，指针就是变量地址，就是变量存储空间地址，实际就是变量存储空间首字节地址。这些地址不仅有指向，而且有了与所指变量存储空间同样的类型。
地址运算符 &
变量地址已如上所述。那么，在程序中如何能从变量之名获得该变量之地址呢？这就要靠地址运算符 &。在这里，符号 & 作为地址运算符使用。
我们将变量名（例如a）置于地址运算符 & 的右侧得 &a，则 &a就是变量a的地址。同理，&b就是变量b的地址。对图2.4中情况而言，&a 就是地址2012，&b 就是地址2016。
要注意，& 用在不同的场合有不同的含义。在这里，不是在声明中，& 的右侧是一个变量，这时，& 是作为地址运算符使用。不要和别名声明中的 & 混淆。
2.3.2 指针变量概念
指针变量
以上讲的变量的地址，例如图2.5中的地址2012，它是变量a地址，也就是变量a存储空间的地址。这个地址之值还没有存储起来。如果要存储，当然还要另配给一个存储空间来存储它。
若某变量（比如p），系统为其配给的存储空间专门用来存放某另一变量（比如a）的地址，则此变量（p）就叫做指针变量，也可简称为指针。
上述地址2012就可用指针变量存储空间进行存储，只要将该地址赋给该指针变量就行。
例如，图2.6（a）中，右框表示某变量a的存储空间，地址为 &a。具体说，&a就是2012。左框表示指针变量p的存储空间，若将a的地址 &a作为指针值，赋给p，语句为：
p=&a;
则指针变量p的存储空间中就存储了变量a的地址 &a了，p的值就是变量a的地址2012。这时我们就说，变量p是变量a的指针，变量p指向了变量a。或者说，a是指针变量p所指的变量，如图2.6（A）中箭头所示。变量a和变量p之间的关系也可简示如图2.6（b）。
指针变量的值是可以变化的。如果指针p之值不是变量a的地址&a了，而改变为变量b的地址&b。则指针就不指向a，而改为指向b了。例如，看图2.7（a），经赋值语句p=&a;q=&b；使指针p指向了变量a，指针q指向了变量b。如果重作赋值p=&b;q=&a；使两个指针之值作了互换，则其指向也就互换了，如图2.7（b）所示。
以上讲的变量a、b都是int型变量，储存其地址的变量p、q是int型指针变量。
指针变量的类型
我们知道，指针变量的值总是某个存储空间地址。所指存储空间是有类型的。我们把指针所指存储空间的类型定义为指针变量的类型。这样一来就可以知道，float型指针是指向float型存储空间的；char型指针是指向char型存储空间的。指针是什么类型，所指存储空间就是什么类型。反过来说，所指存储空间是什么类型，指针就是什么类型。反正指针（地址）的类型和所指存储空间的类型是一致的。
例如，int型变量i的地址 &i就是int型指针，char型变量c的地址&c就是char型指针。变量地址的类型和变量存储空间的类型是一致的，当然也和变量类型是一致的。
总体来说，变量、变量存储空间、存储空间地址、存储空间首字节地址以及存放存储空间地址的指针变量，都有类型，变量是什么类型，它们就全都是什么类型。它们的类型和变量类型完全一致。
单纯的一个内存单元地址，它不指向某个变量（或存储空间）谈不上什么类型。没有类型的指针叫void型指针（如以vp表示）。任何其他类型的指针都可直接对vp进行赋值，赋值只是将一个地址值赋给了它，它仍然是void型指针。反过来，若void型指针vp想对别的指针进行赋值，则必须先将vp进行强迫类型转换为相同类型后，然后才可进行赋值。
2.3.3 指针变量怎样声明和赋值
指针变量初次出场也要作声明，表明指针变量属何类型。
指针变量声明过后，系统就配给它存储空间，用以存储指针变量之值。不管指针是何类型，指针值总是一个8位十六进制的地址值。用4个字节大小的存储空间存储地址就行。
但指针所指存储空间的大小，则随指针类型的不同而有所不同。比如，char型指针所指char型存储空间大小为1个字节，而double型指针所指double型存储空间大小则为8个字节（见表2-1）。
对于图2.7中的变量a和指针变量p，假设变量a是int类型，可作如下声明：
int a;
int *p=&a;
第一条语句是对int型变量a的声明，大家是熟悉的。
第二条语句是对指针变量p作的声明。在这个声明中，“int”和“*”一起作为一个整体，描述了p是一个int型指针变量。接着的“=”是用int型变量a的地址&a，给p初始化。记住！记住：谁的地址给指针变量初始化，指针变量就指向谁。这样，指针p的初值就是&a，指针p指向了变量a，如图2.8所示。
当然，不在声明中进行初始化，而在声明过后另写一个赋值语句也是可以的。例如：
int a;
int *p;
p=&a;
头两句对变量a和指针变量p作了声明。末句对指针p赋以 &a，使p指向了a。记住！记住：谁的地址给指针变量初始化（或赋值），指针变量就指向谁。
上述3条语句合并写成如下一条语句也行：
int a, *p=&a;
这里，虽然“int”和“”不紧靠在一起，但仍在同一个声明语句中，它俩仍然作为一个整体，描述了p是一个int型指针变量。接着的“=”是对p进行初始化，将变量a的地址 &a作为指针变量p的初值。这里，如果脱离整体考虑，而认为把 &a 赋给了 p ，那就错啦。
上述声明过后，我们可以称p为“int型指针变量”，也可以称p为“int 型变量”。其中“int ”作为一个整体，表明了变量p是一个int 型指针。
指针声明的一般形式为：
数据类型 *变量名;
同类型的指针，相互间可以赋值，例如：
int a, *p, *q; //A
p=&a; //B
q=p; //C
A行语句中，声明了两个int型指针变量p和q。B行语句将变量a的地址&a赋给了指针变量p，使p指向了a。C行语句对同类型指针变量q赋以p值，使q值也等于a的地址，因而也指向了a。p和q都指向同一个变量a，如图2.9所示。
Void型指针vp的声明语句形式是：void *vp;
要注意，“”用在不同的场合有不同的含义。在这里，“”用在变量的声明中，它表示这是一个指针变量。
2.3.4 用指针所指对所指变量进行访问
我们知道，所谓对变量进行访问，就是对变量的存储空间进行访问，就是对变量的存储空间进行写值或读值。
与直呼其名的访问不同。用指针进行访问是循址访问。循址访问不涉及变量之名，而是对指针（地址）所指存储空间的内容进行访问。
那么，怎样才能由指针来获得指针所指存储空间的内容呢？这就要靠所指运算符 *。
所指运算符 *
在这里，运算符 作为所指运算符使用。我们将指针名（比如p）置于所指运算符 的右侧,得 p，则p就是指针p所指存储空间的内容。同理，指针q所指存储空间内容就是 *q。
要注意，“”用在不同的场合有不同的含义。在这里，不是在声明中，“”的右侧是一个指针p，这p就表示指针p所指存储空间的内容。“”作为所指运算符使用。
指针所指和所指变量
对于指针所指存储空间的内容，本书简称之为指针所指。例如p就是指针p所指存储空间的内容，简称 p为指针p的所指。
如果将变量a的地址 &a赋给指针p，即：
p=&a
则p就指向了变量a，这时，p所指存储空间的内容就是变量a。指针所指*p和所指变量a二者同是p所指存储空间的内容，二者是一回事，故得下列等价式：
公式３
由此可得结论：如果指针p指向变量a，则访问指针所指 *p，就是访问所指变量a。记住！记住！
快餐循址派送
张三想吃快餐，只要告知张三家住宅地址。大堂经理就启动送餐程序，送餐员就出马给地址所指赋送快餐。送餐程序之内没有客户尊姓大名，送餐员只管埋头按地址所指送餐。给地址所指的住宅空间赋送了快餐，实际就是给程序之外的张三赋送了快餐。真是：
对指针所指送餐于规程之内， 实际就是 对所指张三送餐于规程之外。
这里的关键就在于，必须将张三住宅地址赋入送餐员本子，使送餐员本子中的地址(指针)指向张三。这样，就能实现访问指针所指就是访问所指张三。给指针所指送餐就是给所指张三送餐。
用指针所指对所指变量进行访问例
【例2-3】参照【例2-2】，说明访问指针所指就是访问所指变量。程序如下：
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=20,b=200,c=2000; //A
cout<<"a="<<a<<'\t'<<"b="<<b<<'\t'<<"c="<<c<<'\n'; //B
int *p1=&a, *p2=&b, *p3=&c; //C
{ *p1=*p1+8000; *p2=*p2+5000; *p3=*p3+2000; } //D
cout<<"a="<<a<<'\t'<<"b="<<b<<'\t'<<"c="<<c<<'\n'; //E
return 0;
}
程序运行结果为：
a=20 b=200 c=2000 //F
a=8020 b=5200 c=4000 //G
此例不妨与【例2-2】对照来看。程序中，A行声明了3个int型变量a、b和c，并都有了初值。B行输出a、b和c，输出结果如F行所示。
在C行声明了3个int型指针变量p1、p2和p3，并且分别用变量a、b和c的地址给予初始化。这样，就使指针p1、p2和p3分别指向了变量a、b和c。
在D行的一对花括弧内，对指针所指 p1、p2和 *p3都分别作了增值赋值，即分别取三者的原值加上一定的值后，再重新分别赋给三者。
E行又输出a、b和c，输出结果如G行所示。
奇怪！从F和G行的输出结果相比来看，a、b和c的值都变大了。可是，从整个程序来看，并未对a、b和c进行增值赋值呀！何以会变大呢？
关键在于C行的语句，用a、b和c的地址分别对3个指针p1、p2和p3进行了初始化。谁的地址给指针变量初始化（或赋值），指针变量就指向谁。这就使3个指针分别指向了变量a、b和c。记得吗？如果指针指向了某变量，则访问指针所指就是访问所指变量。在D行，虽然是在花括弧内，对指针所指p1、p2和*p3进行增值赋值，但是实际就是在花括弧外，对所指变量a、b和c进行增值赋值。具体来说，就是有如下的关系：
（花括弧内）*p1=*p1+8000; 实际就是 a=a+8000;（花括弧外）
*p2=*p2+5000; 实际就是 b=b+5000;
*p3=*p3+2000; 实际就是 c=c+2000;
以后会看到，D行花括弧内的程序可以让一个函数来完成。到那时，可以看到如下情景：
访问指针所指于函数之内 实际就是 访问所指变量于函数之外
这恰似按送餐规程内的程序对指针所指进行送餐，实际就是规程之外的张三获得快餐。在这里，先提前让大家领会一下，指针在后面内容中将有精彩表现。
某指针指向某变量的两个等价式
综上所述可知，如果在图形中出现指针的指向关系：T图片 14H。则可获得下列两个等价式，这两个等价式在后续内容中常用到：
（1）T图片 15&H； （2）*T图片 16H。
（1）式表明T的值就是变量H的地址，指针T指向了变量H；
（2）式表明指针所指T就是所指变量H。访问指针所指T就是访问所指变量H。
随机值指针是危险分子
若声明了一个指针变量p，并未对它进行初始化或赋值，则p值（地址值）将是一个随机数，这样的指针叫做随机值指针。随机值指针说不定是指向哪个存储空间。所指存储空间的内容也说不定是什么内容。若所指存储空间内容是很重要的数据，这时冒然给指针所指 *p赋值，就将使该重要数据丢失，可能造成重大故障。因此说，随机值指针是一个危险分子。
若一时不知用哪个变量的地址对指针进行初始化或赋值为好，这时可暂时先用一个空值（NULL或0）进行初始化或赋值，以代替指针存储空间里的随机数。例如：
int *p=NULL;
或：`javascript
int *p=0;
NULL的ASCII码为0，故NULL与0通用。指针赋空值后，表示该指针未指向任何变量，因而无访问功能。若要恢复访问功能，只需赋以某变量的地址，让指针指向某变量就行。
###2.3.5 基本类型变量的指针
二级指针变量
设有一个基本类型变量a，变量u指向a、变量x指向u，如图2.10所示。显然，u是a的指针；x是u的指针，x是基本类型变量a的指针的指针。我们就说这种情况，x是u的一级指针，是a的二级指针；或者说，x一级指向变量u，二级指向变量a。
图2.10 二级指针变量x的示意图
由指向关系u图片 17a，可得等价式： *u图片 18a //①
由指向关系x图片 19u，可得等价式： *x图片 20u //②
将②式中的u代入①式中，可得：* (*x)图片 21a，即 **x图片 22a //③
①和②两式表明，u的一级所指就是a，x的一级所指就是u，这些大家熟悉，便不多谈。
③式表明，x所指 *x的所指 * (*x)就是a。我们把x所指的所指* (*x)表示为 **x，叫做x的二级所指。③式表明，x的二级所指 **x就是x的二级所指变量a。实际上，这二者同是x二级所指存储空间的内容，如图2.10所示。访问 **x和访问a实际是一回事。
由此得出结论：如果指针x二级指向变量a，则访问x的二级所指 **x就是访问x的二级所指变量a。
二级指针变量怎样声明和赋值
拿图2.10中的情况来说，设a为double型变量，则应作如下声明：
double a;
double *u=&a;
double **x=&u;
头两条语句大家已熟悉，不多谈。第三条语句对变量x作了声明。在此声明中，double和 **一起作为一个整体，描述了x是一个double型二级指针变量。接着的“=”是用 &u对x进行初始化。注意，对二级指针x进行初始化的是指针变量u的地址&u。
当然，不在声明中初始化，而在声明过后另写语句赋初值也是可以的。例如：
double a;
double *u;
double **x;
u=&a;
x=&u;
五条语句合并写成如下一条语句也行：
double a, u=&a, *x=&u;
这里，虽然double和 ** 不紧靠在一起，但仍在同一个声明中，它俩仍然作为一个整体，描述了x是一个double型二级指针变量。接着的“=”是用 &u作为x的初值。这里，如果脱离整体考虑，而认为是用 &u 对 **x赋值，那就错啦！
二级指针变量声明的一般形式如下：
数据类型 **变量名;
用二级指针所指对变量进行访问
由图2.10可知，用二级指针x所指对变量访问可根据上述②式和③式分为两点：
（1）由②式可知： 访问指针x的一级所指 *x，就是访问x的一级所指变量u。
（2）由③式可知： 访问指针x的二级所指**x，就是访问x的二级所指变量a。
这里第(1)点，实际就是前面所讲的“访问x指针所指*x就是访问x所指变量u”，这大家熟悉，不多谈。现举例说明第(2)点，用二级指针所指 **x来访问二级所指变量a。
【例2-4】变量的情况原先如图2.11（a）所示。设计程序将变量a和变量b之值进行交换，交换后情况如图2.11（b）所示。输出前后两种情况下，a和b之值。程序如下：include
using namespace std;
int main()
{
char a='A',b='B',t; //A
char u=&a, v=&b; //B
char x=&u, y=&v; //C
cout<<"a="< t=x; x=y; y=t; //E
cout<<"a="< return 0;
}
程序运行结果如下：
a=A b=B //G
a=B b=A //H
图2.11
程序中A、B和C行对各变量作了声明和设置初值，其中char型变量t是准备在交换数据时用作中介的。D行输出a和b之值。输出结果如G行所示。
程序中，E行是以t作为中介，将x和y的二级指针所指 **x和 **y之值进行交换。按上述理论的说法：交换x和y的二级所指**x和**y，就是交换x和y的二级所指变量a和b。F行输出a和b之值。输出结果见H行，a和b之值果然是作了交换。
可见，访问（交换）x和y的二级所指 **x和 **y，就是访问（交换）x和y的二级所指变量a和b。简言之，对于二级指针，访问指针二级所指，就是访问二级所指变量。
程序中，变量t应该是什么类型？拿E行语句来说，t应与 **x类型一致，**x是x的二级所指变量a，变量a是char型，因此t也应该是char型。
