一．指針。
它的本質是地址的類型。在許多語言中根本就沒有這個概念。但是它卻正是C靈活，高效，在面向過程的時代所向披靡的原因所在。因為C的內存模型基本上對應了現在von Neumann（馮·諾伊曼）計算機的機器模型，很好的達到了對機器的映射。不過有些人似乎永遠也不能理解指針【注1】。
注1：Joel Spolsky就是這樣認為的，他認為對指針的理解是一種aptitude，不是通過訓練就可以達到的
http://www.joelonsoftware.com/printerFriendly/articles/fog0000000073.html
指針可以指向值、數組、函數，當然它也可以作為值使用。
看下面的幾個例子：
int* p;//p是一個指針，指向一個整數
int** p;//p是一個指針，它指向第二個指針，然後指向一個整數
int (*pa)[3];//pa是一個指針，指向一個擁有3個整數的數組
int (*pf)();//pf是一個指向函數的指針，這個函數返回一個整數
後面第四節我會詳細講解標識符（identifier）類型的識別。
1.指針本身的類型是什麼？
先看下面的例子：int a;//a的類型是什麼？
對，把a去掉就可以了。因此上面的4個聲明語句中的指針本身的類型為：
int*
int**
int (*)[3]
int (*)()
它們都是複合類型，也就是類型與類型結合而成的類型。意義分別如下：
point to int（指向一個整數的指針）
pointer to pointer to int（指向一個指向整數的指針的指針）
pointer to array of 3 ints（指向一個擁有三個整數的數組的指針）
pointer to function of parameter is void and return value is int （指向一個函數的指針，這個函數參數為空，返回值為整數）
2.指針所指物的類型是什麼？
很簡單，指針本身的類型去掉 「*」號就可以了，分別如下：
int
int*
int ()[3]
int ()()
3和4有點怪，不是嗎？請擦亮你的眼睛，在那個用來把「*」號包住的「()」是多餘的，所以：
int ()[3]就是int [3]（一個擁有三個整數的數組）
int ()()就是int ()（一個函數，參數為空，返回值為整數）【注2】
注2：一個小小的提醒，第二個「()」是一個運算符，名字叫函數調用運算符（function call operator）。
3.指針的算術運算。
請再次記住：指針不是一個簡單的類型，它是一個和指針所指物的類型複合的類型。因此，它的算術運算與之（指針所指物的類型）密切相關。
int a[8];
int* p = a;
int* q = p + 3;
p++;
指針的加減並不是指針本身的二進位表示加減，要記住，指針是一個元素的地址，它每加一次，就指向下一個元素。所以：
int* q = p + 3;//q指向從p開始的第三個整數。
p++;//p指向下一個整數。
double* pd;
……//某些計算之後
double* pother = pd – 2;//pother指向從pd倒數第二個double數。
4.指針本身的大小。
在一個現代典型的32位機器上【注3】，機器的內存模型大概是這樣的，想像一下，內存空間就像一個連續的房間群。每一個房間的大小是一個字節（一般是二進位8位）。有些東西大小是一個字節（比如char），一個房間就把它給安置了；但有些東西大小是幾個字節（比如double就是8個字節，int就是4個字節，我說的是典型的32位），所以它就需要幾個房間才能安置。
注3：什麼叫32位？就是機器CPU一次處理的數據寬度是32位，機器的寄存器容量是32位，機器的數據，內存地址總線是32位。當然還有一些細節，但大致就是這樣。16位，64位，128位可以以此類推。
這些房間都應該有編號（也就是地址），32位的機器內存地址空間當然也是32位，所以房間的每一個編號都用32位的二進位數來編碼【注4】。請記住指針也可以作為值使用，作為值的時候，它也必須被安置在房間中（存儲在內存中），那麼指向一個值的指針需要一個地址大小來存儲，即32位，4個字節，4個房間來存儲。
注4：在我們平常用到的32位機器上，絕少有將32位真實內存地址空間全用完的（232 ＝ 4G），即使是伺服器也不例外。現代的作業系統一般會實現32位的虛擬地址空間，這樣可以方便運用程序的編制。關於虛擬地址（線性地址）和真實地址的區別以及實現，可以參考《Linux原始碼情景分析》的第二章存儲管理，在網際網路上關於這個主題的文章汗牛充棟，你也可以google一下。
但請注意，在C++中指向對象成員的指針（pointer to member data or member function）的大小不一定是4個字節。為此我專門編制了一些程序，發現在我的兩個編譯器（VC7.1.3088和Dev-C++4.9.7.0）上，指向對象成員的指針的大小沒有定值，但都是4的倍數。不同的編譯器還有不同的值。對於一般的普通類（class），指向對象成員的指針大小一般為4，但在引入多重虛擬繼承以及虛擬函數的時候，指向對象成員的指針會增大，不論是指向成員數據，還是成員函數。【注5】。
注5：在Andrei Alexandrescu的《Modern C++ Design》的5.13節Page124中提到，成員函數指針實際上是帶標記的（tagged）unions，它們可以對付多重虛擬繼承以及虛擬函數，書上說成員函數指針大小是16，但我的實踐告訴我這個結果不對，而且具體編譯器實現也不同。一直很想看看GCC的原始碼，但由於旁騖太多，而且心不靜，本身難度也比較高（這個倒是不害怕^_^），只有留待以後了。
還有一點，對一個類的static member來說，指向它的指針只是普通的函數指針，不是pointer to class member，所以它的大小是4。
5.指針運算符&和*
它們是一對相反的操作，&取得一個東西的地址（也就是指針），*得到一個地址裡放的東西。這個東西可以是值（對象）、函數、數組、類成員（class member）。
其實很簡單，房間裡面居住著一個人，&操作只能針對人，取得房間號碼；
*操作只能針對房間，取得房間裡的人。
參照指針本身的類型以及指針所指物的類型很好理解。
小結：其實你只要真正理解了1，2，就相當於掌握了指針的牛鼻子。後面的就不難了，指針的各種變化和C語言中其它普通類型的變化都差不多(比如各種轉型)。
二．數組。
在C語言中，對於數組你只需要理解三件事。
1．C語言中有且只有一維數組。
所謂的n維數組只是一個稱呼，一種方便的記法，都是使用一維數組來仿真的。
C語言中數組的元素可以是任何類型的東西，特別的是數組作為元素也可以。所以int a[3][4][5]就應該這樣理解：a是一個擁有3個元素的數組，其中每個元素是一個擁有4個元素的數組，進一步其中每個元素是擁有5個整數元素的數組。
是不是很簡單！數組a的內存模型你應該很容易就想出來了，不是嗎？：）
2．數組的元素個數，必須作為整數常量在編譯階段就求出來。
int i;
int a;//不合法，編譯不會通過。
也許有人會奇怪char str[] = 「test」;沒有指定元素個數為什麼也能通過，因為編譯器可以根據後面的初始化字符串在編譯階段求出來，
不信你試試這個：int a[];
編譯器無法推斷，所以會判錯說「array size missing in a」之類的信息。不過在最新的C99標準中實現了變長數組【注6】
注6：如果你是一個好奇心很強烈的人，就像我一樣，那麼可以查看C99標準6.7.5.2。
3．對於數組，可以獲得數組第一個（即下標為0）元素的地址（也就是指針），從數組名獲得。
比如int a[5]; int* p = a;這裡p就得到了數組元素a[0]的地址。
其餘對於數組的各種操作，其實都是對於指針的相應操作。比如a[3]其實就是*(a+3)的簡單寫法，由於*(a+3)==*(3+a)，所以在某些程序的代碼中你會看到類似3[a]的這種奇怪表達式，現在你知道了，它就是a[3]的別名。還有一種奇怪的表達式類似a[-1]，現在你也明白了，它就是* (a-1)【注7】。
注7：你肯定是一個很負責任的人，而且也知道自己到底在幹什麼。你難道不是嗎？：）所以你一定也知道，做一件事是要付出成本的，當然也應該獲得多於成本的回報。
我很喜歡經濟學，經濟學的一個基礎就是做什麼事情都是要花成本的，即使你什麼事情也不做。時間成本，金錢成本，機會成本，健康成本……可以這樣說，經濟學的根本目的就是用最小的成本獲得最大的回報。
所以我們在自己的程序中最好避免這種邪惡的寫法，不要讓自己一時的智力過剩帶來以後自己和他人長時間的痛苦。用韋小寶的一句話來說：「賠本的生意老子是不幹的！
」
但是對邪惡的了解是非常必要的，這樣當我們真正遇到邪惡的時候，可以免受它對心靈的困擾！
對於指向同一個數組不同元素的指針，它們可以做減法，比如int* p = q+i;p-q的結果就是這兩個指針之間的元素個數。i可以是負數。但是請記住：對指向不同的數組元素的指針，這樣的做法是無用而且邪惡的！
對於所謂的n維數組，比如int a[2] [3];你可以得到數組第一個元素的地址a和它的大小。*(a+0)（也即a[0]或者*a）就是第一個元素，它又是一個數組int[3]，繼續取得它的第一個元素，*(*(a+0)+0)（也即a[0][0]或者*(*a)），也即第一個整數（第一行第一列的第一個整數）。如果採用這種表達式，就非常的笨拙，所以a[0][0]記法上的簡便就非常的有用了！簡單明了！
對於數組，你只能取用在數組有效範圍內的元素和元素地址，不過最後一個元素的下一個元素的地址是個例外。它可以被用來方便數組的各種計算，特別是比較運算。但顯然，它所指向的內容是不能拿來使用和改變的！
關於數組本身大概就這麼多，下面簡要說一下數組和指針的關係。它們的關係非常曖昧，有時候可以交替使用。
比如 int main(int args, char* argv[])中，其實參數列表中的char* argv[]就是char** argv的另一種寫法。因為在C語言中，一個數組是不能作為函數引數（argument）【注8】直接傳遞的。因為那樣非常的損失效率，而這點違背了C語言設計時的基本理念——作為一門高效的系統設計語言。
注8：這裡我沒有使用函數實參這個大陸術語，而是運用了臺灣術語，它們都是argument這個英文術語的翻譯，但在很多地方中文的實參用的並不恰當，非常的勉強，而引數表示被引用的數，很形象，也很好理解。很快你就可以像我一樣適應引數而不是實參。
dereferance，也就是*運算符操作。我也用的是提領，而不是解引用。
我認為你一定智勇雙全：既有寬容的智慧，也有面對新事物的勇氣！你不願意承認嗎？：）
所以在函數參數列表（parameter list）中的數組形式的參數聲明，只是為了方便程式設計師的閱讀！比如上面的char* argv[]就可以很容易的想到是對一個char*字符串數組進行操作，其實質是傳遞的char*字符串數組的首元素的地址（指針）。其它的元素當然可以由這個指針的加法間接提領（dereferance）【參考注8】得到！從而也就間接得到了整個數組。
但是數組和指針還是有區別的，比如在一個文件中有下面的定義：
char myname[] = 「wuaihua」;
而在另一個文件中有下列聲明：
extern char* myname;
它們互相是並不認識的，儘管你的本義是這樣希望的。
它們對內存空間的使用方式不同【注9】。
對於char myname[] = 「wuaihua」如下
myname
w
u
a
i
h
u
a
\0
對於char* myname；如下表
myname
\|/
w
u
a
i
h
u
a
\0
注9：可以參考Andrew Konig的《C陷阱與缺陷》4.5節。
改變的方法就是使它們一致就可以了。
char myname[] = 「wuaihua」;
extern char myname[];
或者
char* myname = 「wuaihua」;//C++中最好換成const char* myname = 「wuaihua」。
extern char* myname;
C之詭譎（下）
三．類型的識別。
基本類型的識別非常簡單：
int a;//a的類型是a
char* p;//p的類型是char*
……
那麼請你看看下面幾個：
int* (*a[5])(int, char*); //＃1
void (*b[10]) (void (*)()); //＃2
doube(*)() (*pa)[9]; //＃3
如果你是第一次看到這種類型聲明的時候，我想肯定跟我的感覺一樣，就如晴天霹靂，五雷轟頂，頭昏目眩，一頭張牙舞爪的猙獰怪獸撲面而來。
不要緊（Take it easy）！我們慢慢來收拾這幾個面目可憎的紙老虎！
1．C語言中函數聲明和數組聲明。
函數聲明一般是這樣int fun(int,double);對應函數指針（pointer to function）的聲明是這樣：
int (*pf)(int,double)，你必須習慣。可以這樣使用：
pf = &fun;//賦值（assignment）操作
(*pf)(5, 8.9);//函數調用操作
也請注意，C語言本身提供了一種簡寫方式如下：
pf = fun;// 賦值（assignment）操作
pf(5, 8.9);// 函數調用操作
不過我本人不是很喜歡這種簡寫，它對初學者帶來了比較多的迷惑。
數組聲明一般是這樣int a[5];對於數組指針（pointer to array）的聲明是這樣：
int (*pa)[5]; 你也必須習慣。可以這樣使用：
pa = &a;// 賦值（assignment）操作
int i = (*pa)[2]//將a[2]賦值給i；
2.有了上面的基礎，我們就可以對付開頭的三隻紙老虎了!：）
這個時候你需要複習一下各種運算符的優先順序和結合順序了，順便找本書看看就夠了。
＃1：int* (*a[5])(int, char*);
首先看到標識符名a，「[]」優先級大於「*」，a與「[5]」先結合。所以a是一個數組，這個數組有5個元素，每一個元素都是一個指針，指針指向「(int, char*)」，對，指向一個函數，函數參數是「int, char*」，返回值是「int*」。完畢，我們幹掉了第一個紙老虎。：）
＃2：void (*b[10]) (void (*)());
b是一個數組，這個數組有10個元素，每一個元素都是一個指針，指針指向一個函數，函數參數是「void (*)()」【注10】，返回值是「void」。完畢！
注10：這個參數又是一個指針，指向一個函數，函數參數為空，返回值是「void」。
＃3. doube(*)() (*pa)[9];
pa是一個指針，指針指向一個數組，這個數組有9個元素，每一個元素都是「doube(*)()」【也即一個指針，指向一個函數，函數參數為空，返回值是「double」】。
現在是不是覺得要認識它們是易如反掌，工欲善其事，必先利其器！我們對這種表達方式熟悉之後，就可以用「typedef」來簡化這種類型聲明。
＃1：int* (*a[5])(int, char*);
typedef int* (*PF)(int, char*);//PF是一個類型別名【注11】。
PF a[5];//跟int* (*a[5])(int, char*);的效果一樣！
注11：很多初學者只知道typedef char* pchar；但是對於typedef的其它用法不太了解。Stephen Blaha對typedef用法做過一個總結：「建立一個類型別名的方法很簡單，在傳統的變量聲明表達式裡用類型名替代變量名，然後把關鍵字typedef加在該語句的開頭」。可以參看《程式設計師》雜誌2001.3期《C++高手技巧20招》。
＃2：void (*b[10]) (void (*)());
typedef void (*pfv)();
typedef void (*pf_taking_pfv)(pfv);
pf_taking_pfv b[10]; //跟void (*b[10]) (void (*)());的效果一樣！
＃3. doube(*)() (*pa)[9];
typedef double(*PF)();
typedef PF (*PA)[9];
PA pa; //跟doube(*)() (*pa)[9];的效果一樣！
3.const和volatile在類型聲明中的位置
在這裡我只說const，volatile是一樣的【注12】！
注12：顧名思義，volatile修飾的量就是很容易變化，不穩定的量，它可能被其它線程，作業系統，硬體等等在未知的時間改變，所以它被存儲在內存中，每次取用它的時候都只能在內存中去讀取，它不能被編譯器優化放在內部寄存器中。
類型聲明中const用來修飾一個常量，我們一般這樣使用：const在前面
const int；//int是const
const char*;//char是const
char* const;/
int offset;
} va_list;
其它的定義類似。
經常在Windows進行系統編程的人一定知道函數調用有好幾種不同的形式，比如：
__stdcall，__pascal，__cdecl。在Windows下_stdcall，__pascal是一樣的，所以我只說一下__stdcall和__cdecl的區別。
（1）__stdcall表示被調用端自身負責函數引數的壓棧和出棧。函數參數個數一定的函數都是這種調用形式。
例如：int fun(char c, double d)，我們在main函數中使用它，這個函數就只管本身函數體的運行，參數怎麼來的，怎麼去的，它一概不管。自然有main負責。不過，不同的編譯器的實現可能將參數從右向左壓棧，也可能從左向右壓棧，這個順序我們是不能加於利用的【注15】。
注15：你可以在Herb Sutter的《More Exceptional C++》中的條款20：An Unmanaged Pointer Problem, Part 1:Parameter Evaluation找到相關的細節論述。
（2）__cdecl表示調用端負責被調用端引數的壓棧和出棧。參數可變的函數採用的是這種調用形式。
為什麼這種函數要採用不同於前面的調用形式呢？那是因為__stdcall調用形式對它沒有作用，被調用端根本就無法知道調用端的引數個數，它怎麼可能正確工作？所以這種調用方式是必須的，不過由於參數參數可變的函數本身不多，所以用的地方比較少。
對於這兩種方式，你可以編制一些簡單的程序，然後反彙編，在彙編代碼下面你就可以看到實際的區別，很好理解的！
重載函數有很多匹配（match）規則調用。參數為「…」的函數是匹配最低的，這一點在Andrei Alexandrescu的驚才絕豔之作《Modern C++ Design》中就有用到，參看Page34-35，2.7「編譯期間偵測可轉換性和繼承性」。
後記：
C語言的細節肯定不會只有這麼多，但是這幾個出現的比較頻繁，而且在C語言中也是很重要的幾個語言特徵。如果把這幾個細節徹底弄清楚了，C語言本身的神秘就不會太多了。
C語言本身就像一把異常鋒利的剪刀，你可以用它做出非常精緻優雅的藝術品，也可以剪出一些亂七八糟的廢紙片。能夠將一件武器用到出神入化那是需要時間的，需要多長時間？不多，請你拿出一萬個小時來，英國Exter大學心理學教授麥克.侯威專門研究神童和天才，他的結論很有意思：「一般人以為天才是自然而生、流暢而不受阻的閃亮才華，其實，天才也必須耗費至少十年光陰來學習他們的特殊技能，絕無例外。
要成為專家，需要擁有頑固的個性和堅持的能力……每一行的專業人士，都投注大量心血，培養自己的專業才能。」