《C语言语法知识》-- 指针

注：本文内容是学习小甲鱼老师讲解后的部分总结。
首先说明内存是如何存放变量的：
变量名的存在只是为了方便程序员使用而设计的，计算机内存中并没有存储变量名，变量名对应的是地址，只有编译器知道。在编译器编译时，它会根据变量名所代表的地址找到对应地址，并根据变量的类型读取相应范围的数据。（内存的最小存储单位为1个字节）（int型变量占4个字节，float也是4个字节，double是8个字节）

通常我们所说的指针，就是地址的意思。C 语言中有专门的指针变量用于存放指针，跟普通变量不同，指针变量存储的是一个地址。它定义时的类型就是存放的地址所指向的数据的类型。

看图，上边我们又定义了两个指针变量：pa 和 pb，因为它们是指针变量，所以它们在内存中存放的是地址。这里我们分别存放了变量 a 和 f 的地址。在我们的编译系统中，指针变量是占 4 个字节的空间，也就是说一个地址是占 4 个字节的空间。（要注意这是针对32位机，64位机是8个字节。在32位、64位系统当中，唯一改变的是指针的长度；在32位系统当中是4个字节、64位则是8个字节。所谓的32位、64位，这个指的是寄存器的位宽。）

取地址运算符和取值运算符：
如果需要获取某个变量的地址，可以使用取地址运算符（&）：

char *pa = &a;
int *pb = &f;

如果需要访问指针变量指向的数据，可以使用取值运算符（*）：

printf("%c, %d\n", *pa, *pb);

这里要注意的是取值运算符跟定义指针用的都是星号（*），这属于符号的重用，在不同的地方有不同的意义：在定义时表示定义一个指针变量；在其他位置表示获取指针变量指向的变量的值。
直接通过变量名来访问变量的值，我们称之为直接访问；通过指针变量这样的形式来访问变量的值，我们称之为间接访问，所以取值运算符有时候也叫间接运算符。

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注意：要避免访问未初始化的指针

#include 

int main()
{
    int *a;

    *a = 123;

    return 0;
}

类似于上边这样的代码是很危险的，因为指针变量 a 到底指向哪里，我们没办法知道。这个道理就跟访问未初始化的变量一样，它的值是随机的。
这在指针变量里会很危险，因为后边代码对一个未知地址进行赋值，那么你可能会覆盖到系统的一些关键代码。不过你也别高兴得太早，因为系统通常都不会允许你这么干，程序这时候会被终止并报错。
更危险的是，偶尔这个指针变量里随机存放的是一个合法的地址，那么接下来的赋值就会导致那个位置的值莫名其妙地被修改。这种类型的 Bug 是非常难以排查的。
所以，在对指针进行间接访问时，必须确保它们已经被正确地初始化。

也就是说在我们定义完指针变量后，要给这个变量赋一个地址，使其初始化。

为了更深入理解指针，请看以下例程：

 #include 

 int main()
 {
    char a = 'F';
    int f = 123;

    char *pa = &a;
    int *pb = &f;

    printf("a = %c\n", *pa);
    printf("f = %d\n", *pb);

    *pa = 'C';
    *pb += 1;

    printf("now, a = %c\n", *pa);
    printf("now, f = %d\n", *pb);

    printf("sizeof pa = %d\n", sizeof(pa));
    printf("sizeof pb = %d\n", sizeof(pb));

    printf("sizeof *pa = %d\n", sizeof(*pa));
    printf("sizeof *pb = %d\n", sizeof(*pb));

    printf("the addr of a is: %p\n", pa);
    printf("the addr of f is: %p\n", pb);

    return 0;
}

该程序的执行结果如图