【C语言】深入理解指针1
✔1.什么是指针？
☞（1）内存和地址
①内存
在讲内存和地址之前，我们想有个⽣活中的案例：
假设有⼀栋宿舍楼，把你放在楼⾥，楼上有100个房间，但是房间没有编号，你的⼀个朋友来找你玩，如果想找到你，就得挨个房⼦去找，这样效率很低，但是我们如果根据楼层和楼层的房间的情况，给每个房间编上号，如：
⼀楼：101，102，103...
⼆楼：201，202，203....
...
有了房间号，如果你的朋友得到房间号，就可以快速的找房间，找到你。
②地址
我们知道计算上CPU（中央处理器）在处理数据的时候，需要的数据是在内存中读取的，处理后的数据也会放回内存中，那我们买电脑的时候，电脑上内存是8GB/16GB/32GB等，那这些内存空间如何⾼效的管理呢？
其实也是把内存划分为⼀个个的内存单元，每个内存单元的⼤⼩取1个字节。
计算机中常⻅的单位（补充）：
⼀个⽐特位可以存储⼀个2进制的位1或者0
bit - ⽐特位 byte - 字节
1byte = 8bit 1KB = 1024byte 1MB = 1024KB
1GB = 1024MB 1TB = 1024GB 1PB = 1024TB
每个内存单元也都有⼀个编号（这个编号就相当于宿舍房间的⻔牌号），有了这个内存单元的编 号，CPU就可以快速找到⼀个内存空间。⽣活中我们把⻔牌号也叫地址，在计算机中我们 把内存单元的编号也称为地址。C语⾔中给地址起 了新的名字叫：指针。
✔所以我们可以理解为：内存单元的编号 == 地址 == 指针
☞（2）指针变量与地址
①取地址操作符（&）
理解了内存和地址的关系，我们再回到C语⾔，在C语⾔中创建变量其实就是向内存申请空间。例如创建了整型变量a，int a = 10，是向内存中申请4个字节，⽤于存放整数10，其中每个字节都有地址，那我我们如何拿到a的地址呢？
这⾥就得学习⼀个操作符(&)-取地址操作符，通过&a可以得到a的地址。代码如下：
#include
int main()
{
int a = 10;
&a;//取出a的地址
printf("%p\n", &a);
return 0;
}
②指针变量
那我们通过取地址操作符(&)拿到的地址是⼀个数值，⽐如：0x006FFD70，这个数值有时候也是需要 存储起来，⽅便后期再使⽤的，那我们把这样的地址值存放在哪⾥呢？
答案是：指针变量中。代码如下：
#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;
}
③指针类型
我们看到pa的类型是 int* ，我们该如何理解指针的类型呢？
✔这⾥pa左边写的是 int* ， *是在说明pa是指针变量，⽽前⾯的 int 是在说明pa指向的是整型(int)
类型的对象。
除了int*以外还有char*，double*...
④解引用操作符（*）
前面①点我们了解了取地址（&）操作符，现在我们来学习解引用操作符。
我们将地址保存起来，未来是要使⽤的，那怎么使⽤呢？
在现实⽣活中，我们使⽤地址要找到⼀个房间，在房间⾥可以拿去或者存放物品。 C语⾔中其实也是⼀样的，我们只要拿到了地址（指针），就可以通过地址（指针）找到地址（指针） 指向的对象，这⾥必须学习⼀个操作符叫解引⽤操作符(*)。
int main()
{
int a = 100;
int* pa = &a;
*pa = 0;
return 0;
}
上⾯代码中第7⾏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其实就是a变量了；所以*pa = 0，这个操作符是把a改成了0.
有同学肯定在想，这⾥如果⽬的就是把a改成0的话，写成 a = 0; 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， 后期慢慢就能理解了。
⑤指针变量的大小（这里只讲结论）
•32位平台下地址是32个bit位，指针变量⼤⼩是4个字节
•64位平台下地址是64个bit位，指针变量⼤⼩是8个字节
•注意指针变量的⼤⼩和类型是⽆关的，只要指针类型的变量，在相同的平台下，⼤⼩都是相同的。
✔2.指针变量类型的意义
指针变量的⼤⼩和类型⽆关，只要是指针变量，在同⼀个平台下，⼤⼩都是⼀样的，为什么还要有各种各样的指针类型呢？
其实指针变量类型有它特殊的意义。
（1）指针的解引用
//代码1
#include
int main()
{
int n = 0x11223344;
int *pi = &n;
*pi = 0;
return 0;
}
//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。
（2）指针+-整数
先看⼀段代码，调试观察地址的变化。
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;
}
运行结果如下：
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向后走一步有多大（距离）。
3.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。
✔4.const修饰指针
（1）const修饰变量
变量是可以修改的，如果把变量的地址交给⼀个指针变量，通过指针变量的也可以修改这个变量。 但是如果我们希望⼀个变量加上⼀些限制，不能被修改，怎么做呢？这就是const的作⽤。
#include
int main()
{
int m = 0;
m = 20;//m是可以修改的
const int n = 0;
n = 20;//n是不能被修改的
return 0;
}
上述代码中n是不能被修改的，其实n本质是变量，只不过被const修饰后，在语法上加了限制，只要我们在代码中对n就⾏修改，就不符合语法规则，就报错，致使没法直接修改n。 但 是如果我 们设法去绕过n， 使⽤n的地址， 去修改n就能做到了， 虽然这样做是在打破语法规则。
（2）const修饰指针变量
✔const修饰指针变量的时候
•const如果放在*的左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针指向的内容不能通过指针来改变。
但是指针变量本⾝的内容可变。
•const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本⾝，保证了指针变量的内容不能修改，但是指针指
向的内容，可以通过指针改变。
例如
void test1()
{
int n = 10;
int m = 20;
int *p = &n;
*p = 20;//ok? yes
p = &m; //ok? yes
}
void test2()
{
//代码2
int n = 10;
int m = 20;
const int* p = &n;
*p = 20;//ok? no 指针指向的内容不能通过指针来改变
p = &m; //ok? yes
}
void test3()
{
int n = 10;
int m = 20;
int *const p = &n;
*p = 20; //ok? yes
p = &m; //ok? no 指针变量的内容不能修改
}
void test4()
{
int n = 10;
int m = 20;
int const * const p = &n;
*p = 20; //ok? no 指针指向的内容不能通过指针来改变
p = &m; //ok? no 指针变量的内容不能修改
}
int main()
{
//测试⽆const修饰的情况
test1();
//测试const放在*的左边情况
test2();
//测试const放在*的右边情况
test3();
//测试*的左右两边都有const
test4();
return 0;
}
✔5.指针运算
指针的基本运算有三种，分别是：
•指针+- 整数
•指针-指针
•指针的关系运算
（1）指针+- 整数
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。
指针的类型决定了指针向前或向后走一步有多大（距离），也决定了指针+-整数的结果。
（2）指针-指针
指针能够相减的前提：两个指针指向的是同一块空间。
C语言语法规定：指针减去指针得到的是两个指针之间的元素个数，对于指针相加没有意义。
（3）指针的关系运算
标准规定：允许指向数组元素的指针与指向数组最后一个元素的后一个内存位置的指针进行比较，不允许指向数组元素的指针与指向数组第一个元素的前一个内存位置的指针进行比较。