指標（pointer）這個功能在 C 語言中有著非常重要的地位。
C 語言中特有的指標，可以透過記憶體映射的方式直接控制硬體，這也是為什麼 C 語言在硬體系統特別強大的原因，包括資料結構（陣列/字串/鏈結串列）、系統程式（編譯器/作業系統）、演算法，都會進一步使用到。
但對於初學者來說，一開始無法釐清指標、導致後續指來指去，指到最後往往變成噩夢。
今天我們的目標，就是從頭開始把指標介紹的非常簡單。
什麼是指標（Pointer）
這張照片叫「Milky Way and Starry Night Sky」，是一張看著便賞心悅目的美麗星空圖，當桌布做美工都適合。
如果你想要這張照片的話，最直接的辦法就是我給你這張照片的網址「https://www.goodfreephotos.com/astrophotography/milky-way-and-starry-night-sky.jpg.php」，讓你在網址上拿到這張照片。
這和指標有什麼關係呢？概念很類似噢！只要我給你這個網址，你就可以藉由這個網址拿到這張照片，也就是說網址是指向這個資料的「指標」。
哦～原來資料的地址就是指標嘛，是不是非常簡單的概念呢？
等等，那 C 語言中的指標是長什麼樣子？
讓我們來看看這段程式碼：
void main(){
int a = 15;
int b = 2;
int c = 39;
int d = 180;
int e = 67;
}
在這個程式碼中，我們宣告了五個變數。
以 int b = 2 為例，在宣告好變數、程式開始執行後，會去記憶體中要一塊儲存空間，然後把 2 這個資料放進去。
還記得我們說過記憶體就像一個大櫃子、每個格子都有相對應的地址嗎？這個 2 的地址就是在記憶體中的某一個地方。
但我們說過，記憶體中一個格子的大小是 1 個 byte，而一個 int （整數型）的大小就占了 4 個 byte，所以這邊寫的地址，是 2 這個整數所占的這一塊記憶體空間的起始地址。
從起始地址開始起算、共佔了 4 個格子，也就是 4 byte。
也就是說，當我們宣告一個變數時，總共會有三個要素：
程式會向記憶體要一塊空間來儲存變數值，所以這個儲存空間有一個起始位址。再加上這個變數的名稱（b）與變數值（2）。
通常我們會把變數的位址，稱為「指向該變數的指標」。
在這邊需要特別注意的是，我講的是「指標」，而不是「指標變數」；這兩個是不同的東西。
拿一開始的照片作為對照例子，是不是很清楚呢？
但我們在宣告一個變數，比如宣告 b 的時候，要怎麼知道到底是跟記憶體要了哪一塊地址放這個 b 呢？怎麼樣才能看到這個變數的位址？
這邊就要介紹一下在 C 語言裡面，有個運算符號是用來「取址」，就是「&」。
怎麼做呢？請參考以下程式：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int b = 2;
printf("變數 b 的值：%d\n", b);
printf("變數 b 的記憶體位址：%p\n", &b); //%p為印出地址的16進位表示法
return 0;
}
看一下在 Terminal 中編譯完的結果：
這個程式中，宣告了一個 int 整數變數 b，並藉由印出「&b」的值，知道 b 所在的記憶體位址是 0x7fff54a109c8（16進位表示法）。
從 0x7fff54a109c8 開始的 4 個 byte 都是 b 所配置到的記憶體空間，儲存了 2 這個值。
這時你一定想問：有地址要做什麼？我們宣告完變數後也用得好好的，沒事要它的地址幹嘛？
事實上我們拿到一個地址，都是為了要去到這個地址上、以抓取上面的變數。（知道了朋友的地址，目的不就是要去拜訪他嗎？或就像我們利用網址去抓照片一樣）
但問題來了，怎麼樣能利用一個變數的地址、去拿到這個變數呢？直接把地址寫出來然後執行嗎？
答案是不行的。我們要利用 C 語言中的另一個運算元「*」來做這件事。
#include <stdio.h>
int main(void) {
int b = 2;
printf("變數 b 的值：%d\n", b);
printf("變數 b 的值：%d\n", *&b);//從這個地址中取出變數b的值
return 0;
}
來看看 Output 的結果：
奇怪，明明印出 b 變數的值，和「從 b 這個位址中取值」印出 *&b，還不是一樣的答案？這樣的話為什麼要寫那麼多？
你說的沒錯。事實上，「*&b」和「b 」的意義是等價的。
指標變數（Pointer variable）
講完了什麼叫指標後，接下來讓我們看看「指標變數」。
還記得我們說過，指標 (Pointer) 就是某變數的位址。而這邊的指標變數 (Pointer Variable)，則是用來存放指標的變數。
案例中的 pointer 就是一個指標變數。變數都是用來存放「值」的，而整數型變數 int 就是存整數、字元型變數 char 就是存字元。所以這個指標變數就是用來存「地址」的變數。
也就是說，宣告一個指標變數，和一般宣告變數一樣， 是跟記憶體要一個區域、存放這個變數的值。只是這個變數的型別是指標。
另外，由於 pointer 中存的地址是變數 b 的值，因此我們又把 pointer 稱為「變數 b 的指標變數」。
這些概念非常的簡單，只是一定要弄清楚。
接下來你可能會問：要怎麼去宣告一個指標變數呢？
我們可以採用「*」這個運算符號。
int* pointer
pointer 表示這個變數的名稱，而 * 表示 pointer 這個變數是個指標。
等等，那 int 代表什麼意思？星星符號運算元 * 不就說是個指標了嗎？
int 代表這個指標變數指向的變數的類型。… 你在說什麼在繞口令嗎？
直接看下圖吧！
具體來說的程式碼長這樣：
int b; //跟記憶體要一塊區域稱為b,這塊區域專門放int型變數值 b = 2; //把2這個值給變數b int* pointer; //跟記憶體要一塊區域稱為pointer,這塊區域專門放指向int型變數的指標（地址） pointer = &b; //把變數b的地址值給pointer，注意不能寫成 pointer = b;
還記得「&」代表「把這個變數的地址取出來」的意思嗎？要注意，這邊絕對不能寫成 pointer = b; ，因為 pointer 是專門存放地址的變數。
如此一來，我們就稱「指標變數 pointer 指向了變數 b」，是不是很好懂呢！
很多書上寫的有些模糊，初學者又還搞不清楚時，就會導致指標、指標變數、指標變數宣告等產生混亂。
接下來還想問個問題：能不能利用 pointer 去拿到它指向的 b 這個變數呢？當然可以。這邊同樣要利用到 * 這個運算符號。
當我們跑完這個程式碼之後：
int b = 2; int* pointer = &b;
會發生這件事：
也就是說變數 b 在記憶體中對應了一塊儲存空間，而這塊儲存空間總有一個起始的地址。所以 pointer 對應到的就是這個起始地址。
在這種狀況下，就可以用「*pointer」來拿到這個變數。
這裡的「*」，和宣告指標變數的 int* pointer 的意義不太一樣。反而是和「&」相對應——「&」代表「取出地址」、「*」代表「取出內容」。
等等，那所謂的「*pointer 取出的內容」指的到底是變數 b、還是變數 b 的值 2？
這兩個是不同的東西喔！變數 b 是這塊區域，2 是值。
答案是：*pointer 代表的就是變數 b。所以我們可以把 *pointer 當作變數 b 來使用。
直接看程式碼吧：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int b = 2;
int* pointer = &b;
printf("變數 b 的值：%d\n", b);
printf("變數 b 的地址：%p\n", &b);
printf("pointer 的值：%p\n", pointer);
printf("\n"); //換行
*pointer = 100;
printf("*pointer 的值：%d\n", *pointer);
printf("變數 b 的值：%d\n", b);
printf("變數 pointer 的地址：%p\n", &pointer);
return 0;
}
執行這段程式碼的結果：
我們可以看到一開始的變數 b 的值被設定為 2，所以印出來也會是 2。然後用「&b」取出變數 b 的地址為「0x7fff551b49c8」。
由於 &b 的值被賦予給 pointer，所以把 pointer 印出來後同樣也是「0x7fff551b49c8」。
由於我們說過 *pointer 就是其指向的變數 b，所以在這邊我們試著把 *pointer 中的值改成 100，然後印看看原有的變數 b 會不會跟著改變。
發現會欸！2 被改成 100 了！
最後，由於存放 pointer 這個變數的地址，和變數 b 的地址不一樣，所以利用「&pointer」後，可發現地址「0x7fff551b49c0」和變數 b 的地址果然不一樣。
試著寫個小程式玩玩看：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int a, b, temp;
int *p1, *p2;
printf("請輸入 a 的值：");
scanf("%d", &a);
printf("請輸入 b 的值：");
scanf("%d", &b);
p1 = &a;
p2 = &b;
if(*p1 < *p2){
temp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = temp;
}
printf("*p1的值：%d\n", *p1);
printf("*p2的值：%d\n", *p2);
}
讓使用者能自行輸入 a 和 b 變數的值，然後再把該變數賦值給 *p1 和 *p2 兩個 pointer。
最後比較一下，如果 *p1 值小於 *p2 值，就把兩數交換。
今天的指標與指標變數教學就到這邊，下一篇會來介紹指標與陣列的相互應用。感謝收看～
(來源：xkcd.com)
念金融的一聽到「指標」，就會反射性想到「市場指標」之類的折線圖或指數；結果現在看指標太久，下意識就想到一堆記憶體地址…
#兩種領域間的腦內打架 #Lynn編崩潰中
