C語言二級指針的用法與原理

提到指針，我們都知道指針是用來存儲一個變量的地址。所以，當我們定義了一個指向指針的指針的時候（pointer to pointer），我們也稱之為二級指針，那針對于這個二級指針來說，第一級指針存放的是指向的變量的地址，第二級指針存放的是第一級指針的地址?？梢杂孟旅孢@張圖表示他們之間的關(guān)系。

二級指針關(guān)系圖

上圖所表達的意思也就是，一級指針變量 ptr1 存放的是 var 變量的地址，二級指針變量 ptr2 存放的是一級指針變量的地址。這也就是關(guān)于二級指針的相關(guān)概念。

一級指針與二級指針關(guān)系示例

下圖是代碼運行的結(jié)果：

代碼運行結(jié)果截圖

結(jié)果也很明顯了，一級指針變量 p 存放的是變量 a 的地址，二級指針變量 q 存放的是一級指針變量 p 的地址，所以根據(jù)以上結(jié)果也能得出下面的等式：

q = &p;*q = p = &a;**q = *p = a;

在了解了上述一級指針和二級指針的一個關(guān)系之后，我們再來看另外一個例子：

現(xiàn)在有如下代碼：

int main（void）{ int **ipp; int i = 5，j = 6，k = 7; int *ip1 = &i，*ip2 = &j; }

如果這個時候，我們加了這么一句代碼：

ipp = &ip1;

那么上述所涉及到的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系是這樣的：

變量關(guān)系圖

根據(jù)上面這個圖我們也可以知道，對于 ipp 的兩次解引用的結(jié)果是 i 的值，也就是說 **ipp = 5，我想對于這個的理解并不困難，如果我繼續(xù)在這個基礎(chǔ)上添加代碼，注意，是在上條代碼的基礎(chǔ)上添加如下代碼：

*ipp = ip2;

在這條代碼的作用下，數(shù)據(jù)關(guān)系圖就發(fā)生了改變，改變?nèi)缦滤荆?/p>

數(shù)據(jù)關(guān)系圖

對于上述的變化來說，我們增加的代碼改變的是 *ipp 的值，也就是說 ipp 的值是不會發(fā)生改變的，既然 ipp 的值不會發(fā)生改變，那么 ipp 指向 ip1 的關(guān)系不會發(fā)生改變，我們增加的代碼改變了 *ipp 的值，那么也就是說改變了一級指針指向的值，而 ip2 是指向 j 的，所以也就有了上述的變化。

緊接著我們繼續(xù)在第一條增加的代碼的基礎(chǔ)上重新增加一條代碼，增加的代碼如下：

*ipp = &k;

那么這個時候所對應的數(shù)據(jù)關(guān)系圖如下圖所示：

數(shù)據(jù)關(guān)系圖

這個原理和剛才的一樣，不在這里贅述了。

二級指針的應用那再講述了上述的基本概念之后，我們知道二級指針變量是用于存放一級指針變量的地址的，那么在具體的實際應用中，又在什么地方可以用到二級指針呢？下面來看一個 C 語言函數(shù)傳址調(diào)用的例子。

我們在剛學習指針的時候，都會碰到如下這樣一個例子：

void swap（int *a，int *b）{ int temp; temp = *a; *a = *b; *b = temp;}

之所以在定義函數(shù)時，把函數(shù)的形參定義為指針，而非如下這樣的形式：

void swap（int a，int b）;

是因為C 語言在進行函數(shù)調(diào)用的時候，是將實參的值復制一份，并將其副本傳遞到函數(shù)調(diào)用里，如果形參定義的不是指針，那么在函數(shù)內(nèi)部改變數(shù)值，不會對實參本來的值發(fā)生改變。而將形參定義成了指針的話，那么傳到函數(shù)里面的值雖然是實參地址的一個副本，但是地址里存的值發(fā)生了改變，也就導致實參本來的值也發(fā)生了改變。

有了上述分析的基礎(chǔ)上，我們知道，如果要在一個函數(shù)內(nèi)改變一個數(shù)的值，那么就需要將形參定義為指針。同樣的，如果我們要在一個函數(shù)內(nèi)改變一個指針的值，我們就需要將形參定義了二級指針，下面來看這樣一個例子：

#include 《stdlib.h》int allocstr（int len，char **retptr）{ char *p = malloc（len + 1）;/*加 1 是為了 ‘\0’ */ if （p = NULL） return 0; *retptr = p; return 1;}

在調(diào)用的時候，是像下面這樣子進行調(diào)用的：

char *string = “hello world！”char *copystr;if （allostr（strlen（string），?str）） strcpy（copystr，string）;else printf（“out of memory！\n”）;

上述這個例子就是涉及到字符串拷貝的一個實際的例子，因為我們要在 allostr 里改變指針變量 copystr 的值（要使用 malloc 分配內(nèi)存），那么就需要把 copystr 的地址傳到函數(shù)里，那么這個時候，所定義的函數(shù)形參也就需要是二級指針了。

二級指針在單鏈表中的應用首先，我們有這樣一個單鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

typedef struct ListNode{ int data; struct ListNode *next;}ListNode;

依據(jù)這樣一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假定我們創(chuàng)建了一個如下所示的一個單鏈表：

單鏈表

那么我們?nèi)绻獎h除鏈表中的一個結(jié)點的時候，第一時間采用的可能是如下所示的代碼：

ListNode *find_and_delete（ListNode *head，int target）{ ListNode *pre = NULL; ListNode *entry; for （entry = head; entry ！= NULL; entry = entry-》next） { if （entry-》data == target） { /* 判斷刪除的結(jié)點是否是第一個結(jié)點*/ if （entry == head） head = entry-》next; else pre-》next = entry-》next; free（entry）; break; } pre = entry; } return head;}

上述代碼所述的刪除結(jié)點的思路遵循如下圖所示的原理，首先是關(guān)于當所要刪除的結(jié)點是第一個結(jié)點的時候，刪除結(jié)點示意圖如下所示：

第一個結(jié)點刪除原理

如果要刪除的結(jié)點不是處在第一個結(jié)點的位置，那么刪除結(jié)點的原理示意圖如下圖所示：

普通結(jié)點刪除

上述就是一個使用一級指針操作鏈表的一個簡單地例子，自己在理解這個例子的時候，也存在幾個對我來說的難點，筆者寫下來和大家分享一下，首先，

第一個難點就是頭指針，在圖中畫的頭指針指向了第一個結(jié)點，圖中所示的頭指針并沒有數(shù)據(jù)域，只是單單地指向了第一個結(jié)點，在代碼中的 head 指針變量卻有數(shù)據(jù)域，并且就是第一個結(jié)點的數(shù)據(jù)，這個概念的理解其實是對于指針的理解，head 指向了第一個結(jié)點，一定注意在這里的 head 是頭指針，并不是頭結(jié)點。（這是筆者個人的理解，如果大家有不同的看法，歡迎各位朋友添加筆者微信共同探討）。

第二個難點就是上述函數(shù)中，函數(shù)有一個返回值，返回了頭指針。為什么要返回呢？是因為當前傳入函數(shù)的形參是一級指針，在函數(shù)內(nèi)部改變 head ，在函數(shù)運行結(jié)束時，head 值并不會發(fā)生改變，所以要返回。

第三個難點，那么為什么鏈表操作中，又能夠刪除中間的結(jié)點呢？是因為雖然 傳進去的 head 是一級指針，但是 head 結(jié)構(gòu)體成員內(nèi)的 next 是一個指針，那這樣的話，對于 next 成員來說它是一個二級指針，對于他的變化，在函數(shù)結(jié)束時是會產(chǎn)生改變的，所以可以刪除中間的結(jié)點。

二級指針在單鏈表結(jié)點刪除的應用上面的例子中，在刪除單鏈表的結(jié)點的時候，我們形參采用的是一級指針的方式，在這個過程中，還需要引入 pre 指針來解決這個問題，還有一種很巧妙的方法，利用了二級指針的特性解決了結(jié)點刪除的問題，在這個過程中，運用二級指針，不需要進行刪除第一個結(jié)點的判斷。具體代碼如下：

void find_and_delete2（ListNode **head，int target）{ for （; *head ！= NULL; head = &（*head）-》next） { if （（*head）-》data == target） { （*head） = （*head）-》next; break; } } }

上述的代碼沒有創(chuàng)建任何局部變量，直接利用 head 進行遍歷鏈表，因為其是二級指針，這樣子進行遍歷在函數(shù)結(jié)束后不會改變其本身的鏈表結(jié)構(gòu)。然后，在進行刪除的時候，（*head） 在函數(shù)結(jié)束后是會保持其在函數(shù)內(nèi)的變化值的，所以也就完成了結(jié)點的刪除。