指针的深入理解1

1.如何理解指针

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。

生活中，每个房间有了房间号，就能提高效率，能快速的找到房间。
如果把上面的例子对照到计算中，又是怎么样呢？
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。

生活中我们把门牌号也叫地址，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. 指针变量和地址

       其实在c语言中，创建一个变量就是向内存申请空间。

我们可以看到int a的每个字节都有一个地址。 

那我们怎样拿到它的地址并打印呢？那我们就要用到&取地址操作符和*解引用操作符。

int main()
{
	int a = 15;
	int* pt = &a;
	printf("%d", *pt);
	return 0;
}

在上述代码中我们用&a操作拿到了地址，那么int *pt是啥呢？

其实int *pt 表示整型指针，pt为指针变量。在这里*告诉我们pt是指针,去掉名字就是类型，在这里int *就是指针类型。*pt就是通过地址找到a,在这里*pt=a;所以我们将其打印出来。

我们也可以将a的地址打印出来。

int main()
{
	int a = 15;
	int* pt = &a;
	printf("%d\n", *pt);
	printf("%p", pt);
	return 0;
}

 结果为：

我们在一开始看到a的每一个字节都有地址，在这里其实我们取地址操作只是拿到了第一个字节的地址，但是它们在内存中是连续存放的，所以我们通过*解引用操作符就可以找到其他字节。

3.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，指针变的大小就是8个字节。

我们来看一下代码演示：

#include
int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(char*));
	printf("%zd\n", sizeof(short*));
	printf("%zd\n", sizeof(int*));
	printf("%zd\n", sizeof(double*));
	return 0;
}

分别用x86和x64的环境运行：

x86:

x64：

 

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。 

4.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？

我们来观察一个例子：

#include 
int main()
{
int n = 0x11223344;
int *pi = &n;
*pi = 0;
return 0;
}

这是代码1.运行结果是：

 

int  n中的所有字节都变为0.

我们再来看看代码2：

#include 
int main()
{
	int n = 0x11223344;
	char* pc = (char*)&n;
	*pc = 0;
	return 0;
}

 运行结果：

 

代码2中只改变了一个字节。

对比我们可以得出一个结论：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）。例如： 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。 

当我们使用指针加减时，如int *pt;pt+1其实就是跳过一个整型，char *pt;pt+1其实就是跳过一个字节。

5.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。

我们来看一串代码：

#include 
int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	char* pc = &a;
	return 0;
}

如果我们写出这样的代码，编译器就会报警告

如果要避免这种警告，在不同类型的指针赋值时进行强制类型转换即可。其实我们在使用void*的指针也不会出现这种问题。viod*的指针可以接收任意类型的指针。void*的指针无法直接进行指针运算，这个我们后期会讲的。

谢谢