在我的第一节compp Sci课上，我们做了以下练习。当然，这是一个大约有200名学生的演讲厅……

教授在黑板上写道:int john;

约翰站起来

教授写道:int *sally = &john;

莎莉站起来，指着约翰

int *bill = sally;

比尔站起来，指着约翰

教授:int sam;

山姆站起来

教授:bill = &sam;

比尔现在指向山姆。

我想你已经明白了。我想我们花了一个小时来做这个，直到我们复习了指针赋值的基础知识。

在C/ c++语言中，指针为什么是许多新、甚至老大学生困惑的主要因素?

一个值的占位符的概念——变量——映射到我们在学校教的东西——代数。如果不理解内存在计算机中是如何物理布局的，就无法画出一个现有的并行图，而且没有人会考虑这种事情，直到他们处理低级别的事情——在C/ c++ /字节通信级别。

有没有什么工具或思维过程可以帮助你理解指针在变量、函数和级别之外是如何工作的?

地址框。我记得当我学习在微型计算机上编程BASIC时，有一些漂亮的书，里面有游戏，有时你必须在特定的地址中插入值。他们有一张图片，上面有一堆盒子，标有0、1、2……它解释说，只有一个小的东西(一个字节)可以装在这些盒子里，而它们有很多——一些计算机有多达65535!他们紧挨着，都有一个地址。

有什么好的实践可以让人达到“啊哈，我懂了”的水平，而不会让他们陷入整体概念中?基本上，就是模拟场景。

为了演习?创建一个结构体:

struct {
char a;
char b;
char c;
char d;
} mystruct;
mystruct.a = 'r';
mystruct.b = 's';
mystruct.c = 't';
mystruct.d = 'u';

char* my_pointer;
my_pointer = &mystruct.b;
cout << 'Start: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer++;
cout << 'After: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer = &mystruct.a;
cout << 'Then: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer = my_pointer + 3;
cout << 'End: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;

与上面的例子相同，除了在C中:

// Same example as above, except in C:
struct {
    char a;
    char b;
    char c;
    char d;
} mystruct;

mystruct.a = 'r';
mystruct.b = 's';
mystruct.c = 't';
mystruct.d = 'u';

char* my_pointer;
my_pointer = &mystruct.b;

printf("Start: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer++;
printf("After: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer = &mystruct.a;
printf("Then: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer = my_pointer + 3;
printf("End: my_pointer = %c\n", *my_pointer);

输出:

Start: my_pointer = s
After: my_pointer = t
Then: my_pointer = r
End: my_pointer = u

也许这通过例子解释了一些基础知识?

我喜欢家庭地址的比喻，但我一直认为地址是邮箱本身。通过这种方式，您可以可视化解除指针引用(打开邮箱)的概念。

例如在一个链表下面: 1)论文开头写上地址 2)去纸上的地址 3)打开邮箱，找到一张新纸，上面写着下一个地址

在线性链表中，最后一个邮箱中没有任何内容(列表的末尾)。在循环链表中，最后一个邮箱具有其中第一个邮箱的地址。

请注意，第3步是发生解引用的地方，当地址无效时，您将崩溃或出错。假设你可以走到一个无效地址的邮箱前，想象那里有一个黑洞或什么东西，把世界翻个底朝天:)

我不认为指针是一个特别棘手的概念——大多数学生的心理模型都映射到这样的东西，一些快速的盒子草图会有帮助。

困难之处在于，至少在我过去的经历和看到其他人处理的过程中，在C/ c++中指针的管理可能是不必要的复杂。

指针的复杂性超出了我们可以轻易教授的范围。让学生们互相指指点点和使用写有家庭住址的纸都是很好的学习工具。他们在介绍基本概念方面做得很好。事实上，学习指针的基本概念对于成功使用指针是至关重要的。然而，在产品代码中，通常会遇到比这些简单演示所能封装的复杂得多的场景。

我参与过的系统中，我们有一个结构指向另一个结构指向另一个结构。其中一些结构还包含嵌入式结构(而不是指向其他结构的指针)。这就是指针真正令人困惑的地方。如果你有多个间接层，你最终会得到这样的代码:

widget->wazzle.fizzle = fazzle.foozle->wazzle;

它很快就会让人感到困惑(想象更多的线，可能还有更多的关卡)。再加上指针数组和节点到节点的指针(树、链表)，情况就更糟了。我曾见过一些非常优秀的开发人员在开始开发这样的系统时迷失了方向，甚至是那些非常了解基础知识的开发人员。

Complex structures of pointers don't necessarily indicate poor coding, either (though they can). Composition is a vital piece of good object-oriented programming, and in languages with raw pointers, it will inevitably lead to multi-layered indirection. Further, systems often need to use third-party libraries with structures which don't match each other in style or technique. In situations like that, complexity is naturally going to arise (though certainly, we should fight it as much as possible).

我认为大学为帮助学生学习指针所能做的最好的事情就是使用良好的演示，并结合需要使用指针的项目。对于指针的理解，一个困难的项目要比上千个演示做得多。演示可以让您对指针有一个浅显的理解，但要深刻地理解指针，您必须真正地使用它们。

它之所以如此难以理解，并不是因为它是一个复杂的概念，而是因为语法不一致。

int *mypointer;

您首先了解到变量创建的最左边部分定义了变量的类型。在C和c++中，指针声明不是这样工作的。相反，他们说变量指向左边的类型。在这种情况下:*mypointer指向int类型。

我没有完全掌握指针，直到我尝试在c#中使用它们(不安全)，它们以完全相同的方式工作，但具有逻辑和一致的语法。指针本身就是一个类型。这里mypointer是一个指向int型的指针。

int* mypointer;

甚至不要让我开始函数指针…