初学者的指针学习笔记（1）

1.内存和地址

1.1内存

像学生宿舍一样，被分成许多个房间，每个房间都有自己的房号，每个房间能住8个学生

内存被分成许多个单元（小为1Byte），每个单元都有自己的编号，每个单元里能住8个小比特（bite）

c语言中，指针就是该单元内存的编号也就是地址，我们可以通过指针快速找到我们要访问的内存

1.2编址

计算机中的内存编址，是通过硬件设计来完成的，也就是说他被做出来的时候各个内存单元的地址就已经确定了。

计算机中硬件之间数据的传递依赖3条“线”：

数据总线：用来传输数据

控制总线：控制数据的读（read）和写（write）

地址总线：提供需要传输的数据的内存地址

32位的计算机有32根地址总线，一根总线可以表示2个含义（有脉冲：1和无脉冲0）

32根则能表示2的32次方个含义，每一个含义表示一种地址。

2.指针变量和地址

2.1取地址操作符（&）

&取出的是较小的字节地址

比如创建一个整型变量a，&a取的是该整型所占据的4个字节中位最低的那个字节内存地址

 

取出最小字节地址后，我们顺藤摸瓜也能访问到整个a所占据的内存数据。

2.2指针变量和解引用操作符（*）

2.2.1指针变量（用来存放指针的变量）

指针变量也是变量，用来存地址，被存到指针变量的值都会被理解为地址。

#include 
int main()
{
    int a = 10;
    int * pa = &a;//取出a的地址并存储到指针变量pa中
    return 0;
}

2.2.2指针的类型

pa的类型是int*，怎么理解？

*  说明pa是指针变量，int说明指针指向的是整型类的对象

以此类推，char类型的变量需要放在什么类型的指针变量中呢

2.2.3解引用操作符*（将取出来的地址用起来）

#include 
int main()
{
   int a = 100;
    int* pa = &a;
    *pa = 0;
    return 0;
}

这里*pa其实就是a变量了，（通过解pa中存放的地址，找到指向的空间）

在这里，这一步看似多余，但是当代码复杂起来之后，解指针的运用可以使代码更加灵活

2.3指针变量的大小

由上文知，32位机器由32个地址总线，我们把每一根转化成数字信号0或者1之后，32个总线组成的一个二进制序列看做一个地址，那么一个地址就是32个比特位，需要4个字节才能储存。

64位同理，需要8个字节。

那么我们就可以知道在同一个平台，指针变量的大小相同。

3.指针变量类型的意义

3.1指针的解引用

代码1

#include 
int main()
{
    int n = 0x11223344;
    int *pi = &n;
    *pi = 0;
    return；
}

代码2 

#include 
int main()
{
    int n = 0x11223344;
    char *pc = (char *)&n;
    *pc = 0;
    return 0；
}

调试我们可以看到，代码1会将n的4个字节全部改为0，但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。

结论：指针的类型决定了，对指针解引⽤的时候有多⼤的权限（⼀次能操作⼏个字节）。

⽐如： char* 的指针解引⽤就只能访问⼀个字节，⽽ int* 的指针的解引⽤就能访问四个字节。

3.2指针+-整数

#include 
int main()
{
    int n = 10;
    char *pc = (char*)&n;
    int *pi = &n;
    printf("%p\n", &n);
    printf("%p\n", pc);
    printf("%p\n", pc+1);
    printf("%p\n", pi);
    printf("%p\n", pi+1);
    return 0;
}

 

结论：指针的类型决定了指针向前或向后走一步有多大 ，如这边char*类型的指针一次走1个字节单位，而int*类型一次走4个字节。

3.3void*指针（泛指针）

即无具体类型的指针，这种指针可以接受任意类型地址，但是不能直接进行加减整数和解引用的运算。

⼀般 void* 类型的指针是使⽤在函数参数的部分，⽤来接收不同类型数据的地址，这样的设计可以

实现泛型编程的效果。

4指针运算

4.1指针加减整数

以数组来举例，数组名就是首地址

#include 
//指针+- 整数
int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int *p = &arr[0];//数组名就是首地址，这里&arr[0]可以改成arr
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    for(i = 0; i < sz; i++)
    {
    printf("%d ", *(p + i));//p+i 这⾥就是指针+整数
    }
return 0;
}

该代码可以实现依次打印数组元素

4.2指针-指针

前提：两个指针指向同一空间—>每一次跳的距离相同

//指针-指针
#include 
int my_strlen(char *s)
{
    char *p = s;
    while(*p != '\0' )//\0的Ascll码值是0，括号里可以写成*p
    p++;
    return p-s;
}
    int main()
{
    printf("%d\n", my_strlen("abc"));
    return 0;
}

打印的结果时3，指针-指针得到的是两个地址间的元素个数

4.3指针关系运算

#include 
int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int *p = &arr[0];
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    while(p < arr + sz) //指针的⼤⼩⽐较
  {
    printf("%d ", *p);
    p++;
  }
    return 0;
}