c语言与指针——（一）指针与变量

写在前面：

    指针是学习c语言时，最让人头痛的一个难题。但是指针不仅是c语言的精髓，它还贯穿整个计算机底层存储与访问方式。

一、何为指针？

    指针实际上就 是地址， 指针变量用来 存放指针（地址）。

    指针变量也是一种变量，它和不同的变量同样要占一定的存储空间。但指针变量与不同的变量不同之处在于，指针的存储空间存放的不是不同的数据，而是一个地址。

    因此，在我们写程序时使用指针时，为了不让自己混淆， 请习惯性将定义指针称为定义指针变量。

 

    指针变量可以操作多种数据结果，使用指针可以操作数组和字符串，可进行函数调用，还可以处理内存地址。

二、指针与变量

    数据在内存中是如何存放的？在机器中， 内存是由一个个内存单元构成的， 每个内存单元包含8位二进制位，也就是一个字节。 每个内存单元有一个唯一的编号，这个编号称为内存单元地址。而内存单元地址在书写时通常使用16进制来表示，在本质上还是2进制数，只是为了方便书写。

    上图中，1000H，2000H，2001H......都是地址值，而内存单元内容就是我们所说的变量值。2000H就是一个16进制数，它所对应的二进制数为：0010000000000000.

    内存单元可以一个个使用，也可以一次使用多个连续的内存单元。假设定义了一个变量i，int类型的，我们知道c语言中int类型的大小要看编译环境，我们这里把int类型看做4字节的，32位，那么，i就要占4个内存单元格，假设从2000H开始存储，那么尾地址就是2003H，地址范围就是2000H~2003H，但是我们使用第一个字节的地址2000H作为变量i的地址。那么，计算机在使用变量i时又如何取完四个字节呢？这里就要引入一个偏移量的概念，计算机使用i的内容时，先找到2000H，同时获得它在单元格中还占3个内存单元，而3就是所谓的偏移量。更多偏移量的详解，请自行百度。【偏移量这个概念在计算机是非常重要的】一个变量到底会占几个内存单元是由定义时数据类型确定的，根据数据类型分配一定长度的内存空间。

（1）小案例讲解一

    例如：printf（“%d”，i）;的执行过程。现将变量i转换成对应的地址变量，这一步在编译程序时完成，然后根据变量i的地址，假设在2000H找到内存中对应的存储单元，并从中取出数据，最后输出数据。很多编程语言变量的地址是由计算机来分配的，而在c语言中，可以使用区地址运算符&来对变量的地址进行操作。

在程序中，使用的都是变量名，实际上是通过变量名转换成实际地址来操作内存单元的，对内存单元进行读写。

（2）小案例讲解二

    假设i是一个占两个字节的整型变量，而p是一个指向变量i的指针。如下图所示：

    变量i的地址范围为2000H~2001H，i的数值为1010010001001011。指针变量p也占两个内存单元，地址范围为2100H~2101H，数值为0010000000000000。这里需要强调的是，数值的存储是高字节存储高八位，低字节存储第八位。

仔细查看，指针变量p有自己的内存地址2100H（取首地址为代表地址），而变量p的值却是0010000000000000，那么这个值等于多少呢？换算成16进制，发现，这个值为2000H，正是变量i的地址（取首地址为代表地址）。这样子，我们就将指针变量p和整型变量i连接起来了，通过p就可以找到i，当然先获得的是i的地址， 其次是i对应的内存单元。

    由于通过地址能够找到某个变量对应的内存单元，因此，我们常说指针指向某个变量，而地址也被称为指针，上面的例子，我们就可以称为指针变量p指向变量i。此外，我们关心的是指针变量到底指向的是谁，而不关心指针本身的地址。若有一个指针变量p的地址存放在另一个指针变量q中，那么指针变量q就指向了指针变量p，而指针 变量p指向指针变量i，那么指针变量q就是指向指针的指针变量。