C語言中的指標鏈

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什麼是C語言中的指標鏈？

C語言中的指標鏈是一系列相互指向的指標。指標變數可以儲存另一個變數的地址，這個變數可以是任何型別，包括另一個指標，在這種情況下，它被稱為指向指標的指標。

指標鏈是指存在多個級別的指標。理論上，鏈的級別沒有限制，如下圖所示：

指標鏈的宣告

這可以用以下程式碼表示：

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

在上面的例子中，“x”是指向“int”型別的指標，如符號“int *”所示。要在“y”中儲存“x”的地址，“y”應該是指向指向int的指標，即“int **”。

類似地，“z”是“指向指向指向int的指標”的指標，因此其宣告中星號出現了三次，即“int ***”。

解引用是如何工作的？

我們知道“*x”返回儲存在“x”中的地址處的值，即“a”的值。

根據相同的邏輯，“*y”應該返回它的值（參考上圖），它是1000，這反過來又是“a”的地址。因此，“y”的雙重解引用（即“**y”）應該給出“a”的值。

此外，“z”的三重解引用（即“***z”）應該給出“a”的值。

示例

下面的例子展示了“雙重解引用”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;
}

輸出

請注意，所有三種解引用情況都列印了“a”的值：

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

浮點型指標鏈

我們可以遵循相同的邏輯來建立一個浮點型指標鏈，並應用多級解引用來獲取浮點型變數的值。

示例

下面的例子展示瞭如何使用浮點型指標鏈：

#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;
}

輸出

執行程式碼並檢查其輸出：

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

透過解引用更新原始變數

我們還可以透過解引用來更新原始變數的值。請看下面的語句：

*x = 11.25;

它會相應地更改“a”的值。類似地，它可以使用後續級別的指標進行更新。

示例

下面的程式展示瞭如何使用不同級別的解引用來更新原始變數：

#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;
}

輸出

執行程式碼並檢查其輸出：

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

字元型指標鏈

字串表示為“char”型別的陣列或指向“char”型別的指標：

char *a = "Hello";

因此，我們可以建立一個字元型指標鏈。

注意：唯一的區別是，這裡的原始變數本身就是一個指標，因此與前面的例子相比，上層指標多了一個星號。

示例

下面的例子展示了字元型指標鏈是如何工作的：

#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;
}

輸出

執行這段程式碼時，會產生以下輸出：

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

指標鏈對於建立連結串列和其他資料結構很有用。