C语言指针学习-从入门到精通

C语言中有指针概念，非常抽象灵魂，想要完全掌握他不是意见容易的事，结合这几天的学习进行一个总结。

一、什么是指针：指针实际就是地址，（指针=地址），地址就是具体的位置信息。
 

二、什么是变量：用于存储某种类型的数据叫做变量，比如int a；定义了一个整型a变量，那么这个时候计算机会给变量a自动分配了一个内存空间，这个空间大小按int的占用的字节大小分配，如整型占用4个字节，内存也就是这么大，这块内存空间的首地址就是指针，通常可以用取址符&取出地址，即&a，这就是内部的空间分配逻辑。

三、什么是指针变量：用于存储指针的变量，也可以通俗的理解成存储地址的变量，专门存储的地址的变量就是指针变量，指针变量的定义是int *b， b可以用来存储地址的变量， 指针变量也是一个存储单元，和普通变量一样，区别是存储你单元里的内容是指针。 也可以理解成指向具体整型数字的指针。

注意:

对于指针变量 b，是不能用*b对存储单元空间进行赋值，比如*b=10； 这个时候会报错的，如下

int a = 10;
int *b;
*b=20; 

正确的写法有2种，1指针指向一个有实际空间或已分配了空间的变量

int a = 10;
int *b;
b = &a;
*b=20; 

2给指针b分配空间如下

int a = 10;
int *b = (int *)malloc(sizeof(int));
*b=20; 

以上必须要分清楚和理解到位，否则很难去深刻运用指针，

四、变量内存分配

上述代码中定义一个变量int a=10是栈上分配，函数结束即回收，用malloc是动态分配空间，变量的内存分配如下

1、栈区（stack）— 程序运行时由编译器自动分配，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。程序结束时由编译器自动释放。

2、堆区（heap） — 在内存开辟另一块存储区域。一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

3、全局区（静态区）（static）—编译器编译时即分配内存。全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后由系统释放

4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

五、C语言堆和栈空间如何交互 

堆和栈是两个不同的内存区域，用于存储程序中的数据。堆是由程序员动态分配的内存空间，而栈则是由编译器自动管理的内存空间。

在C程序中，堆和栈是两个独立的存储区域，相互独立，没有直接的交互关系。在函数调用时，局部变量和函数参数都被存储在栈中；当函数返回时，这些变量和参数也会自动从栈中弹出并释放。而堆则是由程序员手动分配和释放内存。

可以使用指针在堆和栈之间传递数据。程序员可以通过将堆上分配的内存的地址存储在栈中来实现这一点。同时，也可以将栈上分配的变量的地址存储在堆中。

例如，可以使用malloc()函数在堆中分配内存，并将其地址存储在指向堆中分配的内存的指针中。然后，可以将指针传递给函数，该函数可以在堆上分配空间，并将结果存储在该指针所指的位置。最终，可以使用free()函数释放在堆中分配的内存。

#include 
#include 

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

int* heap_swap(int a, int b) {
    int* ptr = (int*) malloc(sizeof(int) * 2); //分配堆空间
    *ptr = b;
    *(ptr + 1) = a; //将栈上的数据复制到堆空间中
    return ptr; //返回堆指针
}

int main() {
    int x = 10;
    int y = 20;

    printf("Before swapping: x=%d, y=%d\n", x, y);

    swap(&x, &y); //使用函数交换栈上的数据

    printf("After swapping using stack: x=%d, y=%d\n", x, y);

    int* ptr = heap_swap(x, y); //使用堆空间交换数据
    x = *(ptr + 1);
    y = *ptr;
    free(ptr); //释放堆空间

    printf("After swapping using heap: x=%d, y=%d\n", x, y);

    return 0;
}