C语言中，指针的指针的指针，这样一直下去产生的指针是什么意义？

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@小白创作中心

C语言中，指针的指针的指针，这样一直下去产生的指针是什么意义？

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51CTO

https://blog.51cto.com/u_16827017/13653608

在C语言中，指针是一个强大的工具，它可以存储变量的地址，允许程序在内存中进行灵活的操作。当指针指向指针时，我们得到了指针的指针（ptr），如果继续增加指针层级，就会出现指针的指针的指针（*ptr），甚至更深的指针嵌套。这种多级指针在复杂的数据结构、动态内存管理、函数参数传递等场景中起到了关键作用。然而，指针的层级可以理论上无限增加，但在实际应用中，它的意义和可读性会受到限制。

如果你是C语言的新手，你可能已经接触过指针，并了解指针存储的是变量的地址。但是，当你遇到int ptr;甚至int ptr;这样的代码时，你可能会疑惑：为什么需要这么多层的指针？它们的意义是什么？更进一步，如果指针的层级继续增加，比如*ptr、***ptr，甚至无限地增加，这样的指针是否有实际用途？它们是否只是一种学术上的概念，还是在实际编程中有真正的价值？为了弄清楚这些问题，我们需要从指针的基本概念出发，逐步探索多级指针的用途和实现方式，并结合代码实例进行详细解析。

1 指针的基本概念

在理解多级指针之前，我们需要先复习一下指针的基本概念。指针是一个存储变量地址的变量，可以通过*操作符访问地址中存储的值。例如：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 10;
    int *ptr = &a;  // ptr 存储 a 的地址
    printf("a = %d, *ptr = %d\n", a, *ptr);
    return 0;
}

在这个例子中，ptr是a的指针，存储a的地址，并且*ptr可以访问a的值。

2 指针的指针

当一个指针存储另一个指针的地址时，我们就得到了指针的指针，即**ptr。

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 10;
    int *ptr = &a;   // 一级指针，存储 a 的地址
    int **pptr = &ptr; // 二级指针，存储 ptr 的地址
    printf("a = %d, *ptr = %d, **pptr = %d\n", a, *ptr, **pptr);
    return 0;
}

在这个例子中：

ptr存储a的地址
pptr存储ptr的地址
*pptr解引用pptr，得到ptr，然后再解引用*ptr，最终获取a的值

3 指针的指针的指针（三级指针）

如果再增加一层，我们就得到了三级指针：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 10;
    int *ptr = &a;
    int **pptr = &ptr;
    int ***ppptr = &pptr; // 三级指针
    printf("a = %d, *ptr = %d, **pptr = %d, ***ppptr = %d\n", a, *ptr, **pptr, ***ppptr);
    return 0;
}

这里，ppptr存储的是pptr的地址，依次解引用***ppptr得到a的值。

4 指针的指针的指针的实际应用

虽然多级指针看起来复杂，但在实际编程中，它们在某些特定场景下非常有用。

4.1 用于动态分配二维数组

在C语言中，我们不能直接创建动态二维数组，需要用指针数组或者二级指针来管理。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int rows = 3, cols = 4;
    int **matrix = (int **)malloc(rows * sizeof(int *));
    
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        matrix[i] = (int *)malloc(cols * sizeof(int));
    }
    // 初始化
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            matrix[i][j] = i * cols + j;
        }
    }
    // 打印
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < cols; j++) {
            printf("%d ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    // 释放内存
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        free(matrix[i]);
    }
    free(matrix);
    return 0;
}

4.2 用于操作复杂数据结构（链表）

在链表操作中，我们可以使用二级或三级指针来修改链表结构。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node *next;
} Node;
void insert(Node **head, int data) {
    Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = *head;
    *head = newNode;
}
void printList(Node *head) {
    while (head) {
        printf("%d -> ", head->data);
        head = head->next;
    }
    printf("NULL\n");
}
int main() {
    Node *head = NULL;
    insert(&head, 10);
    insert(&head, 20);
    insert(&head, 30);
    
    printList(head);
    return 0;
}