这种混淆来自于在“指针”概念中混合在一起的多个抽象层。程序员不会对Java/Python中的普通引用感到困惑，但指针的不同之处在于它们暴露了底层内存架构的特征。

清晰地分离抽象层是一个很好的原则，而指针做不到这一点。

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?

我想我应该在这个列表中添加一个类比，当我作为计算机科学导师解释指针时(回到过去)，我发现它非常有用;首先,让我们:

---

做好准备:

考虑一个有3个车位的停车场，这些车位是编号的:

-------------------
|     |     |     |
|  1  |  2  |  3  |
|     |     |     |

在某种程度上，这就像内存位置，它们是连续的和连续的。有点像数组。现在它们中没有汽车，所以它就像一个空数组(parking_lot[3] ={0})。

---

添加数据

停车场永远不会空着太久……如果有，那就没有意义了，也没有人会去建造。假设随着时间推移，停车场里停满了3辆车，一辆蓝色的，一辆红色的，一辆绿色的

   1     2     3
-------------------
| o=o | o=o | o=o |
| |B| | |R| | |G| |
| o-o | o-o | o-o |

这些车都是同一类型(car)，所以一种思考方法是，我们的车是某种数据(比如int)，但它们有不同的值(蓝色，红色，绿色;这可以是一个颜色枚举)

---

进入指针

现在如果我带你到这个停车场，让你给我找一辆蓝色的车，你伸出一根手指，指着点1的一辆蓝色的车。这就像获取一个指针并将其分配给一个内存地址(int *finger = parking_lot)

你的手指(指针)不是我问题的答案。看你的手指什么也不能告诉我，但如果我看你手指指向的地方(取消指针指向)，我就能找到我要找的车(数据)。

---

重新分配指针

现在我可以让你找到一辆红色的车，你可以把你的手指转向一辆新车。现在您的指针(与之前的指针相同)正在向我显示相同类型(汽车)的新数据(可以找到红色汽车的停车位)。

指针在物理上没有变化，它仍然是你的手指，只是它显示给我的数据变了。(“车位”地址)

---

双指针(或指向指针的指针)

这也适用于多个指针。我可以问指向红色汽车的指针在哪里，你可以用另一只手用一根手指指向第一个手指。(这就像int **finger_two = &finger)

现在如果我想知道蓝色的车在哪里，我可以顺着食指的方向到第二根手指，到那辆车(数据)。

---

悬空指针

现在让我们假设你感觉自己很像一座雕像，你想一直用手指着那辆红色的车。如果那辆红色汽车开走了怎么办?

   1     2     3
-------------------
| o=o |     | o=o |
| |B| |     | |G| |
| o-o |     | o-o |

你的指针仍然指向红色汽车的位置，但它已经不在了。假设一辆新车停在那里……一辆橙色的汽车。现在如果我再问你，“红色的车在哪里”，你仍然指着那里，但现在你错了。那不是红色的车，那是橙色的。

---

指针的算术

好的，你仍然指着第二个停车位(现在被橙色车占据了)

   1     2     3
-------------------
| o=o | o=o | o=o |
| |B| | |O| | |G| |
| o-o | o-o | o-o |

我现在有个新问题…我想知道下一个停车位的车是什么颜色。你可以看到你指向点2，所以你只要加1，你就指向下一个点。(手指+1)，现在因为我想知道那里的数据是什么，你必须检查那个点(不仅仅是手指)，所以你可以遵从指针(*(手指+1))，以看到那里有一辆绿色的汽车(该位置的数据)

我喜欢用数组和下标来解释它——人们可能不熟悉指针，但他们通常都知道下标是什么。

所以我说，假设RAM是一个数组(你只有10个字节的RAM):

unsigned char RAM[10] = { 10, 14, 4, 3, 2, 1, 20, 19, 50, 9 };

然后，指向变量的指针实际上只是该变量在RAM中的第一个字节的索引。

因此，如果你有一个指针/索引unsigned char index = 2，那么这个值显然是第三个元素，或者数字4。指针指向指针的指针是指将该数字本身用作索引，如RAM[RAM[index]]。

我会在纸上的列表上画一个数组，然后用它来显示一些东西，比如指向同一个内存的许多指针、指针算术、指针到指针等等。

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。

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…