指针对于C来说太重要。然而，想要全面理解指针，除了要对C语言有熟练的掌握外，还要有计算机硬件以及操作系统等方方面面的基本知识。所以本文尽可能的通过一篇文章完全讲解指针。
为什么需要指针？
指针解决了一些编程中基本的问题。
第一，指针的使用使得不同区域的代码可以轻易的共享内存数据。当然小伙伴们也可以通过数据的复制达到相同的效果，但是这样往往效率不太好。
因为诸如结构体等大型数据，占用的字节数多，复制很消耗性能。
但使用指针就可以很好的避免这个问题，因为任何类型的指针占用的字节数都是一样的（根据平台不同，有4字节或者8字节或者其他可能）。
第二，指针使得一些复杂的链接性的数据结构的构建成为可能，比如链表，链式二叉树等等。
第三，有些操作必须使用指针。如操作申请的堆内存。
还有：C语言中的一切函数调用中，值传递都是“按值传递”的。
如果我们要在函数中修改被传递过来的对象，就必须通过这个对象的指针来完成。
计算机是如何从内存中进行取指的？
计算机的总线可以分为3种：
这里不对控制总线进行描述。
数据总线用于进行数据信息传送。数据总线的位数一般与CPU的字长一致。一般而言，数据总线的位数跟当前机器int值的长度相等。
例如在16位机器上，int的长度是16bit，32位机器则是32bit。这个计算机一条指令最多能够读取或者存取的数据长度。
大于这个值，计算机将进行多次访问。这也就是我们说的64位机器进行64位数据运算的效率比32位要高的原因，因为32位机要进行两次取指和运行，而64位机却只需要一次！
地址总线专门用于寻址，CPU通过该地址进行数据的访问，然后把处于该地址处的数据通过数据总线进行传送，传送的长度就是数据总线的位数。
地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如CPU总线长32位，其最大的直接寻址空间长232KB，也就是4G。这也就是我们常说的32位CPU最大支持的内存上限为4G（当然，实际上支持不到这个值，因为一部分寻址空间会被映射到外部的一些IO设备和虚拟内存上。现在通过一些新的技术，可以使32位机支持4G以上内存，但这个不在这里的讨论范围内）。
一般而言，计算机的地址总线和数据总线的宽度是一样的，我们说32位的CPU，数据总线和地址总线的宽度都是32位。
计算机访问某个数据的时候，首先要通过地址总线传送数据存储或者读取的位置，然后在通过数据总线传送需要存储或者读取的数据。
一般地，int整型的位数等于数据总线的宽度，指针的位数等于地址总线的宽度。
计算机的基本访问单元
学过C语言的人都知道，C语言的基本数据类型中，就属char的位数最小，是8位。
我们可以认为计算机以8位，即1个字节为基本访问单元。小于一个字节的数据，必须通过位操作来进行访问。
内存访问方式
如图所示，计算机在进行数据访问的时候，是以字节为基本单元进行访问的，所以可以认为，计算每次都是从第p个字节开始访问的。
访问的长度将由编译器根据实际类型进行计算，这在后面将会进行讲述。
内存访问方式
想要了解更多，就去翻阅计算机组成原理和编译原理吧。
sizeof关键字
sizeof关键字是编译器用来计算某些类型的数据的长度的，以字节为基本单位。例如：
sizeof(char)=1;
sizeof(int)=4;
sizeof(Type)的值是在编译的时候就计算出来了的，可以认为这是一个常量！
我们知道：C语言中的数组是指一类类型，数组具体区分为 int 类型数组，double类型数组,char数组 等等。
同样指针这个概念也泛指一类数据类型，int指针类型，double指针类型，char指针类型等等。
通常，我们用int类型保存一些整型的数据，如 int num = 97 ， 我们也会用char来存储字符：char ch = 'a'。
我们也必须知道：任何程序数据载入内存后，在内存都有他们的地址，这就是指针。
而为了保存一个数据在内存中的地址，我们就需要指针变量。
在我个人的理解中，可以将指针理解成int整型，只不过它存放的数据是内存地址，而不是普通数据，
我们通过这个地址值进行数据的访问，假设它的是p，意思就是该数据存放位置为内存的第p个字节。
当然，我们不能像对int类型的数据那样进行各种加减乘除操作，这是编译器不允许的，因为这样错是非常危险的！
下图就是对指针的描述，指针的值是数据存放地址，因此，我们说，指针指向数据的存放位置。
指针的长度
我们使用这样的方式来定义一个指针：
Type *p;
我们说p是指向type类型的指针，type可以是任意类型，除了可以是char,short, int, long等基本类型外，还可以是指针类型，
例如int *, int **, 或者更多级的指针，也可是是结构体，类或者函数等。于是，我们说：
int * 是指向int类型的指针；
int **，也即(int *) *，是指向int *类型的指针，也就是指向指针的指针；
int ***，也即(int **) *，是指向int**类型的指针，也就是指向指针的指针的指针；
…我想你应该懂了
struct xxx *，是指向struct xxx类型的指针；
其实，说这么多，只是希望大家在看到指针的时候，不要被int ***这样的东西吓到，就像前面说的，指针就是指向某种类型的指针，我们只看最后一个*号，前面的只不过是type类型罢了。
细心一点的人应该发现了，在“什么是指针”这一小节当中，已经表明了：指针的长度跟CPU的位数相等，大部分的CPU是32位的，
因此我们说，指针的长度是32bit，也就是4个字节！
注意：任意指针的长度都是4个字节，不管是什么指针！（当然64位机自己去测一下，应该是8个字节吧。。。）
于是： Type *p;
sizeof(p)的值是4， Type可以是任意类型，char,int, long, struct, class, int **…
以后大家看到什么sizeof(char*), sizeof(int *)，sizeof(xxx *)，不要理会，统统写4，只要是指针，长度就是4个字节，绝对不要被type类型迷惑！
为什么程序中的数据会有自己的地址？
弄清这个问题我们需要从操作系统的角度去认知内存。
电脑维修师傅眼中的内存是这样的：内存在物理上是由一组DRAM芯片组成的。
而作为一个程序员，我们不需要了解内存的物理结构，操作系统将RAM等硬件和软件结合起来，给程序员提供的一种对内存使用的抽象。
这种抽象机制使得程序使用的是虚拟存储器,而不是直接操作和使用真实存在的物理存储器。
所有的虚拟地址形成的集合就是虚拟地址空间。
在程序员眼中的内存应该是下面这样的。
也就是说，内存是一个很大的，线性的字节数组（平坦寻址）。每一个字节都是固定的大小，由8个二进制位组成。
最关键的是，每一个字节都有一个唯一的编号,编号从0开始，一直到最后一个字节。
如上图中，这是一个256M的内存，他一共有256x1024x1024 = 268435456个字节，那么它的地址范围就是 0 ~268435455 。
由于内存中的每一个字节都有一个唯一的编号。
因此，在程序中使用的变量，常量，甚至数函数等数据，当他们被载入到内存中后，都有自己唯一的一个编号，这个编号就是这个数据的地址。
指针就是这样形成的。
下面用代码说明
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char ch = 'a';
int num = 97;
printf("ch 的地址:%p",&ch); //ch 的地址:0028FF47
printf("num的地址:%p",&num); //num的地址:0028FF40
return 0;
}
指针的值实质是内存单元（即字节）的编号，所以指针单独从数值上看，也是整数，他们一般用16进制表示。
指针的值（虚拟地址值）使用一个机器字的大小来存储。
也就是说,对于一个机器字为w位的电脑而言,它的虚拟地址空间是0~2w -1 ,程序最多能访问2w个字节。
这就是为什么XP这种32位系统最大支持4GB内存的原因了。
我们可以大致画出变量ch和num在内存模型中的存储。（假设 char占1个字节，int占4字节）
为了简单起见，这里就用上面例子中的 int num = 97 这个局部变量来分析变量在内存中的存储模型。
已知：num的类型是int，占用了4个字节的内存空间，其值是97，地址是0028FF40。我们从以下几个方面去分析。
1、内存的数据
内存的数据就是变量的值对应的二进制，一切都是二进制。
97的二进制是 : 00000000 00000000 00000000 0110000 , 但使用的小端模式存储时，低位数据存放在低地址，所以图中画的时候是倒过来的。
2、内存数据的类型
内存的数据类型决定了这个数据占用的字节数，以及计算机将如何解释这些字节。
num的类型是int，因此将被解释为 一个整数。
3、内存数据的名称
内存的名称就是变量名。实质上，内存数据都是以地址来标识的，根本没有内存的名称这个说法，这只是高级语言提供的抽象机制 ，方便我们操作内存数据。
而且在C语言中，并不是所有的内存数据都有名称，例如使用malloc申请的堆内存就没有。
4、内存数据的地址
如果一个类型占用的字节数大于1，则其变量的地址就是地址值最小的那个字节的地址。
因此num的地址是 0028FF40。内存的地址用于标识这个内存块。
5、内存数据的生命周期
num是main函数中的局部变量，因此当main函数被启动时，它被分配于栈内存上，当main执行结束时，消亡。
如果一个数据一直占用着他的内存，那么我们就说他是“活着的”，如果他占用的内存被回收了，则这个数据就“消亡了”。
C语言中的程序数据会按照他们定义的位置，数据的种类，修饰的关键字等因素，决定他们的生命周期特性。
实质上我们程序使用的内存会被逻辑上划分为：栈区，堆区，静态数据区，方法区。
不同的区域的数据有不同的生命周期。
无论以后计算机硬件如何发展，内存容量都是有限的，因此清楚理解程序中每一个程序数据的生命周期是非常重要的。
指针运算
N多的面试会考这种东西了：
Type *p;
p++;然后问你p的值变化了多少。
其实，也可以认为这是在考编译器的基本知识。因此p的值并不像表面看到的+1那么简单，编译器实际上对p进行的是加sizeof(Type)的操作。
看一个一段代码的测试结果：
这里注释掉char一行的原因是因为cout<<(char*)会被当成字符串输出，而不是char的地址）
执行结果：
观察结果，可以看出，他们的增长结果分别是：
（sizeof(short)）=2（sizeof(int)） =4（sizeof(long)） =4（sizeof(long long)）=8（sizeof(float)） =4（sizeof(double)）=8（sizeof(long double)）=12
喏，增加的值是不是sizeof(Type)呢？别的什么struct，class之类的，就不验证你，有兴趣的自己去验证。
我们再对这样的一段代码进行汇编，查看编译器是如何进行指针的加法操作的：
汇编结果：
注意看注释部分的结果，我们看到，piv的值显示加了4（sizeof(int)），然后又加了16（4*sizeof(int)）。
用来保存指针的变量，就是指针变量。
如果指针变量p1保存了变量 num的地址，则就说：p1指向了变量num，也可以说p1指向了num所在的内存块 ，
这种指向关系，在图中一般用 箭头表示。
上图中，指针变量p1指向了num所在的内存块 ，即从地址0028FF40开始的4个byte 的内存块。