指针(笔记1)

一、内存和地址

内存及其管理方法:

1.计算机主存储器由一个一个存储单元组成，微型计算机以字节作为存储单元

2.内存区的每一个字节有一个唯一的编号，这就是“地址”，它相当于教学楼中的教室号

3.内存地址，是一个无符号整数(unsigned int) ， 它是一个以当前系统寻址范围为取值范围的整数

4.主存储器的所有存储单元的地址是连续的

5.在32位系统下，由于使用的是32位地址，其寻址能力也就是地址空间为4G的字节,0-2的32次方-1

 

内存被划分为一个个的单元，一个内存单元的大小是一个字节

注意:内存单元的地址与内存单元中的数据是两个完全不同的概念

 

二、指针:

1.在程序中定义了一个变量，对程序进行编译时，系统会给这个变量分配内存单元

2.编译系统根据程序中定义的变量类型，分配一定长度的空间:

每个字符变量分配1个字节

每个整型变量分配4个字节

3.一个变量占用存储区域的所有字节都有各自的地址，C系统把该变量在存储区域中第一个字节的地址作为此变量的地址

4.由于通过地址可以找到所需的变量单元，可以说， 地址指向该单元，将地址形象化的称为指针

 内存单元的编号=地址=指针

 

三、编址:

32位机器有32根地址总线，每根线只有两态，表示0,1【电脉冲有/无】，那么一根线，就能表示2种含义，2根线就能表示4种含义，依次类推。32根地址线，就能表示2^32种含义，每一种含义都代表一个地址

地址信息被下达给内存，在内存上，就可以找到该地址对应的数据，将数据在通过数据总线传入CPU内寄存器。

 

四、取地址操作符(&)

在C语言中创建变量其实就是向内存申请空间

上述的代码就是创建了整型变量a，内存中申请4个字节，用于存放整数10

取地址操作符(&)的使用:

这里%p是专门用于打印地址的

结果是以16进制的形式输出的

虽然整型变量占用4个字节，我们只要知道了第一个字节地址，顺藤摸瓜访问到4个字节的数据也是可行的。

 

 

 

五、指针变量的定义和引用操作符(*)

如: int* pl,*p2；

  与int *pl, p2;

int* 表示指向整型数据的指针类型，读作"指向int的指针"或简称"int指针"

指针变量名是pl，p2,不是＊pl，*p2

指针变量只能指向定义时所规定类型的变量

指针变量定义后，变量值不确定，应用前必须先赋值

第五行中: *是在说明pa是指针变量

                 int表示pa指向的对象是int类型的

再比如:char* pc=&ch;                                     则表示有一个char类型的变量ch，ch的地址存放在指针变量pc中

pa是指针变量，是专门用于存放地址的，地址又被称为指针，指针变量是用来存放指针的

指针变量也是一种变量，只要是存放在指针变量中的值都会被理解为地址

 

 

 

六、解引用操作符

 

上面代码就使用了解引用操作符， *pa 的意思就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，*pa等价于a变量，即*pa==a

所以＊pa=20 这个操作就是把a改成了0.

这里如果目的就是把a改成20的话，写成a= 20; 不就完了，为啥非要使用指针呢？

其实这里是把a的修改交给了pa来操作，这样对a的修改，就多了一种的途径，写代码就会更加灵活，后期慢慢就能理解

 

 

 

七、指针变量的大小

前面的内容我们了解到，32位机器假设有32根地址总线，每根地址线出来的电信号转换成数字信号后是1或者0，那我们把32根地址线产生的2进制序列当做一个地址，那么一个地址就是32个bit位，需要4个字节才能存储。

如果指针变量是用来存放地址的，那么指针变的大小就得是4个字节的空间才可以。

同理64位机器，假设有64根地址线，一个地址就是64个二进制位组成的二进制序列，存储起来就需要8个字节的空间，指针变量的大小就是8个字节。

指针变量的大小取决于地址的大小

32位平台下地址是32个bit位（即4个字节）

64位平台下地址是64个bit位（即8个字节）

 

 

 

 

八、指针的解引用

 

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。

 结果为:

 

 

 

九、指针+整数

对pa和pc加一后:

 结果为:

 

我们可以看出，char＊类型的指针变量＋1跳过1个字节，int＊类型的指针变量＋1跳过了4个字节。这就是指针变量的类型差异带来的变化。

结论:指针的类型决定了指针向前或者向后走一步有多大（距离）。

 

通过该方法我们可以将数组中的每一个元素变成1

如下:

 结果为:

 

 

 

九、void*指针

在指针类型中有一种特殊的类型是void*类型的，可以理解为无具体类型的指针（或者叫泛型指针），这种类型的指针可以用来接受任意类型地址。

但是也有局限性， void＊类型的指针不能直接进行指针的＋﹣整数和解引用的运算。

举例：

 运行上面的代码时，将一个int类型的变量的地址赋值给一个char＊类型的指针变量。编译器给出了一个警告，是因为类型不兼容。而使用void＊类型就不会有这样的问题。

 

 

这里我们可以看到，void*类型的指针可以接收不同类型的地址，但是无法直接进行指针运算，比如进行解引用操作和+-整数

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。

 

结论: 一个指针变量只能指向同类型的变量。如果给指针赋值时，=号右边的指针类型与左边的指针类型不同，则需要进行类型强制转换。

 

比如: