为什么说指针是 C 语言的精髓？

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为什么说指针是 C 语言的精髓？

2024-11-25 18:05:02 205人阅读

简单来说，因为C就那点破feature，如果你把指针干掉，那这语言就完了。相反，如果你干掉struct，干掉union，干

掉数组，甚至你把if-while都干掉，留下malloc和goto，则最多就是程序难写一点而已。

所以这就是为什么C语言的精髓是指针了，因为他只有指针可以用了。

把struct和数组都砍掉之后

只能用char*让后到处指针运算和强制转换了，因为没有了内存布局

没if怎么goto

把两个continuation的函数指针装进数组里面，算出个true和false，用下标拿出来，当场代替if。还需要开开眼界。

没有数组

只要有malloc就成

干掉if 怎么判断goto能不能跳

void (*Fuck[2])();

Fuck[1] = &TrueBranch;

Fuck[0] = &FalseBranch;

int condition=/*evaluate your condition*/;

Fuck[condition](/*some context variables*/);

之所以说指针是C语言的精髓，在于，你会用指针、用好指针之后，能发挥C语言的强大威力；如果你不会用，C语言

绝对不会比其他的任何一种语言好。

举两个我自己比较熟悉的例子。一个是函数指针，比如一个计算一元实函数定积分的函数，可以写成如下形式

double integrate( double (*f)( double x ), double lb, double ub );

其中，lb是积分下界，ub是积分上界，f是被积函数（的指针）。这样就可以对所有double (*)(double x)形式的函数进

行积分计算了。但是，如果是在Java中，实现这个功能可能就会比较麻烦。首先需要为这个计算积分的函数声明一个

积分计算器的类，然后声明一个可积分的接口，能够被积分的函数的类需要继承并实现这个接口，然后再把这个被积

函数的类的一个实例传给这个这个积分计算器进行计算....

另外一个用得比较多的是结构体指针。如果只把结构体当成一个数据的集合的话，那么结构体并没有什么好用的。在

处理二进制格式的数据，尤其是网络数据的数据包的时候，结构体指针非常好用。比如我们定义一个以太网帧首部的

格式

struct eth_header {
unsigned char dst[6];
unsigned char src[6];
unsigned short int ptype;
};

我们用socket读到一段二进制数据的时候，把指向该缓存的指针，用一个强制类型转换变成一个struct eth_header*类

型的指针，那么这个数据包的内容就可以很容易的读出来了。比如读源地址，只需要这样

unsigned char* buffer = .......
struct eth_header* header = (struct eth_header*) buffer;
printf( "SRC-MAC: %02X-%02X-%02X-%02X-%02X-%02X\n",
header->src[0], header->src[1], header->src[2],
header->src[3], header->src[4], header->src[5] );

这样的特性，在Java这些高级语言里面就比较难以做到。

C语言的指针，关键意思在于“指”。

“指”是什么意思？

其实完全可以理解为指示的意思。比如，有一个物体，我们称之为A。正是这个物体，有了这么个称谓，我们才能够

进行脱离这个物体的实体而进行一系列的交流。将一个物体的指示，是对这个物体的抽象。有了这种抽象能力，才有

所谓的智慧和文明。所以这就是“指示”这种抽象方法的威力。

退化到C语言的指针，

指针是一段数据/指令（在冯诺易曼体系中，二者是相通，在同一空间中的）的指示。这是指示，也就是这段数据/指

令的起始位置。但是数据/代码是需要一个解释的方法的。比如0x0001，可以作为一个整数，也可以作为作为一串指

令，也可以作为一串字符，总之怎样解释都可以。

而C语言，在编译阶段，确定了这段数据/指令的“解释方法”。

例如，整型指针，表示的就是可以从这个指针p指向的位置开始解释，解释为一个整数

。
一个函数指针，表示的就是可以从这个指针p指向的位置开始解释，解释为一段指令，对应的输入和输出以及返回值

按照函数指针的类型，符合相应的要求。

综上，C语言的精髓是指针，但指针不仅仅是C语言的精髓，它是抽象的精髓。各个语言中都有类似的东西，例如函

数，例如引用。

（引用和指针的区别，我的理解，不可以进行+/-偏移操作的指针，就是引用。随意偏移，很容易使得目标位置不符合

其相应的意义，从而造成解释失败，进而崩溃。而增加了偏移功能的指针，好处是方便表述一堆具有相同类型的数据/

指令，数组之类的就是这样的实例。)

同样的void类型的指针，也是C语言的特色。void型的指针，就是去掉了指定类型的指针，从而使得可以以任意解释

方式，解释指针，这就带来了如上的潜在问题。但是也可以说，这个C语言的特有威力（我一般都把C语言的威力理

解为这个）。这个带来的好处非常之灵活。因为可以使用统一的类型来表述所有类型的数据。带来的问题，和上面是

类似的。就是如果解释方法不当，就会造成灾难性的后果。C语言的强制类型转换也是打破常规的指针解释.也有可能

带来问题.

发现最后说偏了，但既然写上了，就放在这里吧。欢迎讨论。

澄清两点:

1.通过指针能实现所谓的“传引用”而不是“传值”，本质上节约了数据传输性能

2.光支持指针不是c出彩的地方，要支持指针的运算（对指针加减，甚至取指针）才是c类语言强大的地方。只支持传

引用的语言大把大把。

所以说前面很多回答的人都是一知半解，完全没有答到点子上。

在开发中，data structure 越复杂，算法就越简单。

听说过 XML 的 parser 分为 SAX 和 DOM 两种吧？其中 SAX 就是 event-driven，没有 data structure，所以非常
难用。
听说过 one-pass compiler 和 multi-pass compiler 吧？前者几乎不用生成语法树，可是实现超级晦涩。
有人问过 GPU 为什么那么快？GPU 没有 data structure，要求数据高度对其，所以那么快。可是把 CPU 算法改
写成 GPGPU 超级难。

Data structure 依靠的就是指针。不能靠内存的绝对位置表示数据的关系吧，那样的数据移动操作能把 data bus 都烧

掉。

C 语言只有值的传递，无法直接传递引用，要想传递引用必须通过指针间接实现。

如果 C 语言没有指针，一切都通过值传递，参数将永远只有输入参数，所有的结构体只要参与运算都具有极高的开

销，因为每传递进函数参数一次就必须全体复制一次。

另外一点：C语言无法在参数中传递数组，一切数组在函数参数传递时退化为指针，因此如果没有指针，数组将无法

通过函数参数传递。

还有一点，在C语言中函数是一个指针，如果没有指针，就无法定义C语言函数，无法使用和调用C语言函数，更无法

将函数作为一个变量传递。——换句话说，没有指针，C语言将没有函数，一个没有函数的语言会是什么概念？

实际上指针这概念在绝大多数高级语言中都普遍运用了，只是人家不叫指针，通常叫做引用而已。例如 Java 的所有

对象变量从 C 语言的角度都实际上保存的是一个指针而不是对象本身。

完全的舍弃指针，C程序将变得低效难懂，因为你无法让在任何子函数中修改一个结构体的内容。这种程序类似于无

状态程序。

我不知道指针算不算所谓“精髓”，但可以肯定的是没有指针的 C 语言几乎不可能进行任何有实际意义的正常的编程。

甚至没有办法完整的实现 C 语言标准库。指针对 C 语言来说是必需品而非奢侈品。

说精髓有点过了，有点玄乎了。c，c++是面向一个flat内存模型为基础，指针系出自天然。你看到的c++代码几乎都是

和指针有关，几乎都是使用和操作指针。因为动态分配，传递数据结构，对象的参数几乎都是指针。

（1）汇编和指令级别就有指针概念，所以c，c++里有指针是很自然的事。

（2）配合内存管理，必须需要指针概念。

（3）例如，文件的区块性加载或存储，一整块数据结构。其他语言因为OO了，你可能通常要一个字段一个字段来。

（4）指向代码的指针：函数指针，是插件架构，不同人编写不同模块合作的基础。

（5）c、c++中特有的半开口的可扩展内存。

（6）指针和数组模型的天然无缝。

其他的就没什么了，比如说指针的转型，虚函数表，这些把指针概念掩盖起来，其他语言也有对等。比如分配对象

，释放对象，能够对程序员隐藏指针的概念。比如函数指针到了c#里成了委托，实际上还是函数指针概念更加直接。

另外，一个指向某个地址的指针，和hold一个对象，两种概念之间，前者属于非常鲜明的面向内存模型的思维方式。

这种思维方式和OO有时候可以等价，但有时候又有区别，可能需要你自己多加体会把。比如说，c语言里的字符串操

作，基本上必须以前者作为思维方式，在c++里的string，因为c++需要你掌握太多细节，所以你要完全脱离前者的内

存模型也几乎不可能，脱离了你可能会犯错。

【补充】：

只有把内存管理权交给程序员，C++程序才能做到内存的使用如此灵活和自由，才能达到高效。C++程序的内存分配

策略可以是灵活而动态的，达到真正的按需分配，根据配置文件决定，这不是在编译期的傻傻的静态决定，而是运行

期决定。

需要负责内存管理的C++，自然也就是说，模型暴露的很底层，也就很自然也是形势必须的把指针概念传达到语言层

面，交给程序员来控制。

顺带解释几个精髓：

asm: machine code is hard to r/w

c: asm is too trivial

c++: c doesn‘t have class

java: c++ has pointers

javascript: scheme doesn‘t like c