计算机上CPU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到内存中,那这些内存空间是如何高效管理的呢?
其实就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一个字节
计算机中常见的单位:
bit - 比特位 1Byte = 8bit
Byte - 字节 1KB = 1024Byte
Kb 1MB = 1024KB
MB 1GB = 1024MB
GB 1TB = 1024GB
TB 1PB = 1024TB
PB
每个内存单元相当于一个学生宿舍,一个字节空间里面能放8个比特位。
每个内存单元也都有一个编号(这个编号相当于宿舍房间的门牌号),有了这个内存单元的编号,CPU就可以快速找到一个内存单元。
生活中我们把门牌号叫做地址,在计算机中我们把内存单元的编号称为地址。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
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,比如:
#include
int main()
{
int a = 10;
return 0;
}
上述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,其中每个字节都有地址,上述图中的4个地址为:
那我们如何得到a的地址呢?
我们需要学习一个操作符(&)--取地址操作符
int main()
{
int a = 10;
&a;
printf("%p\n", &a);
return 0;
}
&a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。
虽然整型变量占用4个字节,我们只要知道了第一个字节的地址,顺藤摸瓜访问到4个字节的数据也是可行的。
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,方便后期再用的,那么我们把这样的地址存放在哪里呢?答案是:指针变量中。
比如:
int main()
{
int a = 10;
int * p = &a;//取出a的地址并存储到指针变量pa中
return 0;
}
指针变量也是一种变量,这种变量就是用来存放地址的,存放在指针变量中的值都会理解为地址。
我们看到pa的类型是int*,我们该如何理解指针的类型呢?
int a = 10;
int * pa = &a;
这里pa左边写的是int *,*是说明pa是指针变量,而前面的int 是在说明pa指向的是整型类型(int)的对象。
我们将地址保存起来,未来是要使用的,那么怎么使用呢?
在现实生活中,我们使用地址要找一个房间,在房间内可以拿取或存放物品。
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,这里必须直到一个操作符叫解引用操作符(*)
int main()
{
int a = 10;
int * pa = &a;
*pa = 0;
return 0;
}
上述代码中就使用了解引用操作符,*pa的意思是通过pa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.
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。
#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;
}
x86环境输出结果
结论:
32位平台下地址是32个比特位,指针变量大小是4个字节
64位平台下地址是64个比特位,指针变量大小是8个字节
注意指针变量大小和类型无关,只要是指针类型的变量,在相同的平台下,大小都是相同的。
完。