为何常规swap函数可通过指向指针的变量交换指针指向地址？

首先要明确：你贴的这段代码存在类型不匹配的问题，属于C语言里的未定义行为，但因为多数系统中所有指针类型的内存大小一致，所以才“碰巧”实现了交换指针指向地址的效果，这不是规范的写法。下面拆解它的运行逻辑，以及纠正你的猜想误区：

代码运行的实际逻辑 #

1. 先看main中的变量关系

   • ptr_x是int*类型的变量，它本身存储的是x的内存地址；&ptr_x是int**类型（指向int*变量的指针），代表ptr_x这个变量自己的内存地址。
   • 调用swap(&ptr_x, &ptr_y)时，你把int**类型的地址值传给了int*类型的参数a和b——这违反了C语言的类型规则，但编译器若允许隐式转换，a会存储&ptr_x的地址值，b存储&ptr_y的地址值。

2. 进入swap函数后的操作

   • int temp = *a;：对int*类型的a解引用，本质是读取a所指向的内存内容。因为a里存的是ptr_x变量的地址，所以*a就是读取ptr_x变量的当前值（也就是x的地址），并存在temp里。
   • *a = *b;：*b读取的是ptr_y变量的当前值（y的地址），然后将这个值写入a指向的内存（即ptr_x变量）——此时ptr_x就存储了y的地址，也就是指向y了。
   • *b = temp;：把temp中保存的x的地址，写入b指向的内存（即ptr_y变量）——ptr_y就存储了x的地址，指向x了。

你的猜想误区纠正 #

• 局部变量a的类型是int*，并非指向&ptr_x的int**类型，它只是存储了&ptr_x的地址值，类型不匹配是这段代码的隐患。
• *a（你猜想里的*x）不等价于&x，而是等价于ptr_x变量的当前值（即它指向的地址）。
• temp存储的是ptr_x原来指向的地址，*a和*b直接操作的是ptr_x、ptr_y这两个变量本身的内容，这才是能改变它们指向地址的核心原因。

规范的写法 #

要避免类型不匹配的问题，应该把swap函数的参数改成int**类型，这样完全符合C语言的类型规则：

void swap(int **a, int **b)
{
    int *temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

此时调用swap(&ptr_x, &ptr_y)就没有任何问题，运行原理和上面一致，但不存在未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MatanCode